【正文】 動(dòng)電路和輸出級(jí)。當(dāng) VCC 低于標(biāo)稱值時(shí)欠電壓鎖定禁止輸出和改變軟起動(dòng)電容器。 SG3525A 系列的 NOR（或非）邏輯在斷開狀態(tài)時(shí)輸出為低。工作范圍為 到 35V ％調(diào)定的基準(zhǔn)電壓 分立的振蕩器同步腳 SG3525 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作特性 （ 1） 基準(zhǔn)電壓調(diào)整器 基準(zhǔn)電壓調(diào)整器是輸出為 ， 50mA，有短路電流保護(hù)的電壓調(diào)整器。若輸入電壓低于 6V時(shí)，可把 1 16腳短接，這時(shí) 5V 電壓調(diào)整器不起作用。 RT 阻值決定了內(nèi)部恒流值對(duì) CT充電， CT的放電則由 7 端之間外接的電阻值 RD 決定。這時(shí)3525A 的振蕩頻率可表為： ? ?DTTs RRCf 1 ?? (21) (3)SG3525 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) PWM 控制芯片 SG3525 具體的內(nèi)部引腳結(jié)構(gòu)如圖 及圖 所示。 1％） V，采用了溫度補(bǔ)償，而且設(shè)有過流保護(hù)電路腳 腳 腳 7 內(nèi)有一個(gè)雙門限比較器，內(nèi)設(shè)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成 SG3525 的振蕩器。該放大器是一個(gè)兩級(jí)差分放大器，直流開環(huán)增益為 70dB 左右。 圖 SG3525 引腳圖 圖 SG3525 的引腳以及內(nèi)部框圖 直流斬波電路的設(shè)計(jì) 14 (引腳 1)：誤差放大器反向輸入端。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）相連，可構(gòu)成跟隨器。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。 (引腳 3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。 (引腳 4)：振蕩器輸出端。 （引腳 6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。該端與引腳 5 之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。該端通常接一只軟啟動(dòng)電容。在該端與引腳 2 之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。 A（引腳 11）：輸出端 A。 (引腳 12)：信號(hào)地。 B（引腳 14）：輸出端 B。 （引腳 15）：偏置電源接入端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。 （ 2） （ 1 %） V微調(diào)基準(zhǔn)電源。 （ 5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。 （ 7）具有輸入欠電壓鎖定功能。 （ 9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。 直流斬波電路的設(shè)計(jì) 15 SG3525 的工作原理 SG3525 內(nèi)置了 精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。在 CT 引腳和 Discharge 引腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。 SG3525 的軟啟動(dòng)接入端（引腳 8）上通常接一個(gè)軟啟動(dòng)電容。此時(shí)， PWM 瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。反之亦然。當(dāng) Shutdown（引腳 10）上的信號(hào)為高電平時(shí)， PWM 瑣存器將立即動(dòng)作，禁止 SG3525 的輸出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。注意， Shutdown 引腳不 能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響 SG3525 的正常工作。如果輸入電壓過低，在SG3525 的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。 在直流降壓斬波電路中可以通過調(diào)節(jié) 2 腳接的電阻值改變輸出脈沖信號(hào)的占空比，根據(jù)求頻率 f的公式計(jì)算出 SG3525 外接元件參數(shù)如下： FCT ?? (22) ??7TR (23) ??10DR (24) 直流斬波電路的設(shè)計(jì) 16 控制電路工作原理 由于 SG3525 的振蕩頻率可表示為 )( 1 dtt RRCf ?? 式中 : tC , tR 分別是與腳 腳 6 相連的振蕩器的電容和電阻； dR 是與腳 7 相連的放電端電阻值。 圖 控制電路部分電路圖 SG3525 在 SG3524 的基礎(chǔ)上，主要作了以下改進(jìn)。 有軟起動(dòng)電路 ,比較器的反相端即軟起動(dòng)控制端腳 8 可外接軟起動(dòng)電容。 比較器有兩個(gè)反相輸入端 ,SG3524 的誤差放大器、電流控制器和關(guān)閉控制 3 個(gè)信號(hào)共用一個(gè)反相輸入端，現(xiàn)改為增加一個(gè)反相輸入端，誤差放大器與關(guān)閉電路各自送至比較器的反相端。 增加 PWM 鎖存器使關(guān)閉作用更可靠 ,比較器（脈沖寬度調(diào)制）輸出送到PWM鎖存器，鎖存器由關(guān)閉電路置位，由振蕩器輸出時(shí)間脈沖復(fù)位。 振蕩器作了較大改進(jìn) ,SG3524 中的振蕩器只有 CT及 RT 兩引腳，充電和放電回路是相同的。 RT 阻值決定對(duì) CT充電的內(nèi)部恒流 值， CT 的放電則由腳 5 及腳 7之間外接的電阻值 RD 決定。在 SG3525 中增加了同步引腳3 專為外同步用，為多個(gè) SG3525 的聯(lián)用提供了方便。另外，為了適應(yīng)驅(qū)動(dòng) MOSFET 的需要，末級(jí)采用了推挽式電路，使關(guān)斷速度更快。因此可以將驅(qū)動(dòng)電路輸出的過流保護(hù)電流信號(hào)經(jīng)一電阻作用，轉(zhuǎn)換成電壓信 號(hào)來進(jìn)行過流保護(hù)，如圖 所示。 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 該驅(qū)動(dòng)部分是連接控制部分和主電路的橋梁，該部分主要完成以下幾個(gè)功能，提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，?IGBT 可靠的開通和關(guān)斷；提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流，使 IGBT 能迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通；盡可能小的輸入輸出延遲時(shí)間，以提高工作效率； 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng) 電路絕緣；具有靈敏的過流保護(hù)能力。針對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的隔離方式：采用光電耦合式驅(qū)動(dòng)電路，該電路雙側(cè)都有源。另外它使用比較方便，穩(wěn)定性比較好。 本系統(tǒng)中，對(duì)電壓要求不高，而且只有一個(gè)全控器件需要控制，又有一些全控器件專用的驅(qū)動(dòng)芯片，所以選擇此方案。它具有單電源、正 負(fù)偏壓、過流檢測(cè)、保護(hù)、軟關(guān)斷等主要特性，其功能完善，控制簡(jiǎn)便可靠。 其工作電源為獨(dú)立電源 20177。當(dāng)腳 15 和腳 14 有 10mA 電流通過時(shí)，腳 3 輸出高電平而使 IGBT 導(dǎo)通；而當(dāng)腳 15 和腳 14 無電流通過時(shí)，腳 3 輸出低電平使 ICBT 關(guān)斷；若 ICBT 導(dǎo)通時(shí)，若承受短路電流，則其電壓 ceV 隨電流的增大迅速上升，腳 6懸空，腳3 電位開始下降，從而 逐漸關(guān)斷 ICBT。當(dāng) Vce7V 時(shí)，過流保護(hù)電流控制運(yùn)算放大器，使其輸出軟關(guān)斷信號(hào)，將腳 3 輸出電平降為 O。 圖 EXB841 驅(qū)動(dòng)芯片原理圖 保護(hù)電路的原理與設(shè)計(jì) 在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過電壓、過電流、 dtdu/ 保護(hù)和 dtdi/ 保護(hù)也是必要的。 為了達(dá)到保護(hù)效果，可以使用阻容保護(hù)電路來實(shí)現(xiàn)。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過壓能量，同時(shí)抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩，過電壓保護(hù)電路如圖 所示。當(dāng)器件擊穿或短路、觸發(fā)電路或控制電路發(fā)生故障、出現(xiàn)過載、直流側(cè)短路、可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗，以及交流電源電壓過高或過低、缺相等，均可引起過流。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種的過流保護(hù)措施。器件直接串接快速熔斷器才對(duì)元件的保護(hù)作用最好，因?yàn)樗鼈兞鬟^同 — 個(gè)電流．因而被廣泛使用。過電流保護(hù)電路圖 所示 : 圖 圖 過流保護(hù)電路圖 觸發(fā)電路 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路分類驅(qū)動(dòng)電路分為：分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路；光耦驅(qū)動(dòng)電路；厚膜驅(qū)動(dòng)電路；專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路分析隨著微處理技術(shù)的發(fā)展 (包括處理器、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器件 )，數(shù)字信號(hào)處理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛直流斬波電路的設(shè)計(jì) 20 的應(yīng)用。而 PWM 接口驅(qū)動(dòng)能力及其與 MOSFET 的接口電路的設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。 SG3525 的光耦驅(qū)動(dòng)電路如圖 。 圖 PWMVM 的外接電路 觸發(fā)電路的仿真結(jié)果及分析 在 Multisim 中對(duì)觸發(fā)電路進(jìn)行仿真，根據(jù) PWMVM 控制原理可知，當(dāng) R7=10KΩ時(shí)，占空比為 90%，仿真結(jié)果如圖 所示：當(dāng) R7=50KΩ時(shí)，占空比為 50%，仿真結(jié)果如圖 。 直流斬波電路的設(shè)計(jì) 23 圖 降壓斬波電路模型 在模型中采用了 MOSFET,MOSFET 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，設(shè)定脈沖發(fā)生器的脈沖周期為 50μ S 和脈沖寬度可以調(diào)節(jié)脈沖占空比為 50%，直流降壓變流器電源電壓 E=200V，輸出電壓 RU=100V，電阻負(fù)載為 10Ω，電感 L=2mH。 直流降壓斬波電路仿真結(jié)果及分析 脈沖信號(hào)波形和輸出電壓波形如圖 ，脈沖信號(hào)波形和二極管兩端的電壓波形如圖 。所設(shè)參數(shù)滿足降壓要求但是電壓的波動(dòng)很大。由圖 分析可知二極管在 MOSFET 導(dǎo)通 關(guān)斷此時(shí)電壓等于電源電壓 E，在 MOSFET 關(guān)斷是導(dǎo)通起續(xù)流的作用此時(shí)電壓等于 0。 圖 升壓斬波電路模型 直流斬波電路的設(shè)計(jì) 25 在圖 MOS FET,MOS FET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，設(shè)定脈沖發(fā)生器的脈沖周期為 40μ S和脈沖寬度可以調(diào)節(jié)脈沖占空比為 50%，直流降壓變流器電源電壓 E=50V，輸出電壓 RU=100V，電阻負(fù)載為 10Ω ，電感 L=2mH，電容 C=30mF。 直流升壓斬波電路仿真結(jié)果及分析 脈沖信號(hào)和輸出電壓波形如圖 和 所示，脈沖信號(hào)波形和二極管與電容兩端的波形如圖 所示。由圖 38可知電感越大輸出電壓越穩(wěn)定但 是延遲時(shí)間越長，由圖 可知二極管與電容兩端的電壓在 MOS FET 關(guān)斷時(shí)電壓等于電源電壓 E，此時(shí) E和 L共同向電容 C充電并向負(fù)載 R提供能量，當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T中電感 L積蓄的能量與釋放的能量相等。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的重要性，它里面的器件如 MOSFET 之類的還可以對(duì)我們實(shí)際的電路起到提高效率和保護(hù)作用，可以通過控制它的觸發(fā)脈沖來實(shí)現(xiàn)它的關(guān)斷，這都是非常常見但是卻非常有實(shí) 際意義的。同時(shí)讓我培養(yǎng)了一種透過部分聯(lián)系全篇的思路，鍛煉了我辦事的能力，做事效率提高了很多。我非常珍惜這次取得的成績，我喜歡這種具有挑戰(zhàn)性的課題設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)雖然是辛苦的，但是獲得的比我付出