升压斩波电路设计说明
升压直流斩波电路

〈〈电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计院、部:电气与信息工程学院学生姓名: _____________________指导教师:职称专业:电气工程及其白动化班级: ________________________完成时间: _____________________电力电子课程设计课题任务书电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制,即将一定形式的输入点能变换成另外一种形式的电能输出,从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型,因此根据输入、输出的不同形式,可将电力电子电路分为四大类型,即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。
该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展,DC/DC^换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。
目前直流变换电路的用途非常广泛,无论是从性能、功率还是节能性上,都处丁不断地发展之中。
其中升压直流斩波电路是输出电压高丁电源电压的一种斩波电路,主要运用丁直流电动机传动、单相功率因数校正以及交直流电源中。
该设计中,运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波电路结合,从而实现升压直流斩波。
通过方案选定,电路构造以及电路调试,最终基本实现升压直流斩波电路功能。
由丁知识浅薄,该课程设计说明书里还存在不少批漏和错误,殷切希望老师和同学们的批评指正。
关键词:直流;斩波;升压1绪论 (1)1.1电力电子技术的介绍 (1)1.2电力电子技术的应用 (1)1.3直流直流变流技术 (2)1.4设计要求 (2)2 系统总体方案设计 (2)2.1总体电路设计框图 (2)2.2整流电路选择 (2)3主电路设计 (5)3.1整流电路 (5)3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)3.1.2 整流电路工作原理 (6)3.2升压斩波电路 (6)3.2.1升压斩波电路及工作波形 (6)3.2.2升压斩波电路工作原理 (7)3.3元器件参数及选型 (7)3.3.1 晶闸管的选型 (7)3.3.2绝缘栅双极晶体管(IGBD选型 (9)4控制电路及驱动电路 (11)4.1控制电路 (11)4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)4.2驱动电路 (13)4.3控制和驱动电路原理图 (13)5保护电路设计 (15)5.1过电流保护 (15)5.2过电压保护 (15)6仿真电路图及结果 (16)6.1 MATLAB仿真软件 (16)6.2整流电路仿真及部分参数设置 (16)6.2.1 整流电路仿真模型 (16)6.2.2部分参数设置 (17)6.3升压斩波电路仿真模型 (19)6.4总电路仿真模型 (19)6.5仿真波形及波形分析 (20)7设计总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)附录A升压直流斩波总电路图 (24)附录B元件活单 (25)1绪论1.1电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用丁电力领域的电子技术,就是使用电力电子器件(如晶闸管,GTQ IGBT等)对电能进行变换和控制的技术。
直流升压斩波电路课程设计

直流升压斩波电路课程设计The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020湖南工学院课程设计说明书课题名称:直流升压斩波电路的设计专业名称:自动化学生班级:自本0903班学生姓名:**学生学号:指导教师:***电力电子技术课程设计任务书一、设计任务和要求(1)熟悉整流和触发电路的基本原理,能够运用所学的理论知识分析设计任务。
(2)掌握基本电路的数据分析、处理;描绘波形并加以判断。
(3)能正确设计电路,画出线路图,分析电路原理。
(4)广泛收集相关资料。
(5)独立思考,刻苦专研,严禁抄袭。
(6)按时完成课程设计任务,认真、正确的书写课程设计报告。
二、设计内容(1)明确设计任务,对所要设计地任务进行具体分析,充分了解系统性能,指标要求。
(2)制定设计方案。
(3)迸行具体设计:单元电路的设计;参数计算;器件选择;绘制电路原理图。
(4)撰写课程设计报告(说明书):课程设计报告是对设计全过程的系统总结。
三、技术指标斩波电路输出电压为340±5V,直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V,输出功率为100W。
直流升压电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。
随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合电路等多种方式的变换电路。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
早期的直流装换电路,电路复杂、功率损耗、体积大,使用不方便。
晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
升压斩波(boost+chopper)电路设计

电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波(boost chopper)电路设计学院:专业:学号:姓名:指导老师:时间:目录前言******************************************************* ****2MATlAB仿真设计***********************************************6硬件实验******************************************************* **14参考文献******************************************************* **19附录一设计任务书*************************************20 附录二PROTEL简介****************************************21 附录三MATLAB简介****************************************24升压斩波电路(Boost Chopper )设计 一、前言1.Boost Chopper 工作原理:图 1.1升压斩波电路图图 1.1中假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为I 1,同时C 的电压向负载供电,因C 值很大,输出电压u o 为恒值,记为U o 。
设V 通的时间为t o n ,此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o nV 断时,E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为t o f f ,则此期间电感L 释放能量为()o f f o t I E U 1- 稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等()off o on t I E U t EI 11-=化简得:E t T E t t t U offoffoffon o =+=(1)1/≥off t T ,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。
电力电子课程设计--MOSFET升压斩波电路设计

《电力电子课程综合实训》课程设计题目: MOSFET升压斩波电路设计专业:电气工程及其自动化班级:指导教师:2015年6月目录第一章前言...................................................................................错误!未定义书签。
1.1概述 (1)1.2 MOSFET介绍 (1)1.3 PWM控制芯片SG3525介绍 (1)第二章MOSFET升压斩波电路设计 (2)2.1 设计要求 (2)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (2)2.1.1总体方案 (2)2.3 设计方案各电路简介 (2)2.3.1电容滤波单相不可控整流电路 (2)2.3.2 MOSFET斩波电路 (3)2.3.3触发电路 (3)2.3.3保护电路 (3)第三章MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.1.1电路原理图 (4)3.1.2电路原理及其工作波形 (4)3.1.3主要的数量关系 (5)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)3.2.1 电路原理图 (5)3.2.2电路原理及其工作波形 (5)3.2.3主要的数量关系 (6)第四章控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.1.1驱动电路原理图 (7)4.1.2 电路工作原理 (7)4.2 保护电路 (8)4.1.1变压器的保护 (8)第五章总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (9)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)参考文献 (13)第六章心得体会 (14)第1章前言1.1概述直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
MOSFET升压斩波电路设计说明书要点

电力电子技术课程设计说明书MOSFET升压斩波电路设计(纯电阻负载)院、部:电气与信息工程学院学生姓名:彭世平指导教师:肖文英职称专业:自动化班级:自本1101班完成时间:2014-05-28摘要直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
MOSFET升压斩波电路又称为boost变换器,它对输入电压进行升压变换。
通过控制电路的占空比即通过MOSFET来控制升压斩波电路的输出电压。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件MOSFET在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。
本文设计的是一个可调的直流升压斩波电源,利用MOSFET升压直流斩波电路原理,将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,也称为直流-直流变换器(DC/DC Converter)。
直流斩波电路的控制电路用PWM控制芯片SG3525为核心构成,控制电路输出占空比可调的矩形波。
关键词:升压斩波;占空比;变换器ABSTRACTDC chopping circuit as a fixed voltage or adjustable voltage DC-DC converter DC into, in the DC drive system, charging a storage circuit, switching power supply, power electronic converter and the common application of electrical equipment. Appeared such as down converter circuit means pressure chopper circuit, chopper circuit, Buck chopper circuit, chopper circuit, composite.MOSFET chopper circuit is also known as the boost converter, it is boosted to transform the input voltage. The output voltage cycle through the MOSFET to control the boost chopper control circuit. DC chopper technology has been widely used in the switching mode power supply and DC motor, the acceleration is smooth, fast response, energy saving control. Full controlled power electronic devices MOSFET in traction electric drive power transmission and transformation, active power filter has been widely used. This design is an adjustable DC chopper power, using the principle of MOSFET boost DC chopper circuit, the DC to DC voltage or other fixed adjustable voltage, also known as the DC to DC converter (DC/DC Converter). Control circuit for DC chopper circuit with the PWM control chip SG3525 as the core, the control circuit outputs adjustable duty cycle rectangular wave.Key words boost chopper; duty cycle; converter目录第1章绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 PWM控制芯片SG3525简介 (1)1.4 仿真软件介绍 (2)1.4.1 Multisim (2)1.4.2 MATLAB (2)第2章MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (3)2.1 设计要求 (3)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.1.1总体方案 (3)2.3 设计方案各电路简介 (3)2.3.1电容滤波单相不可控整流电路 (3)2.3.2 MOSFET斩波电路 (4)2.3.3触发电路 (4)2.3.3保护电路 (4)第三章MOSFET升压斩波主电路设计 (5)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (5)3.1.1电路原理图 (5)3.1.2电路原理及其工作波形 (5)3.1.3主要的数量关系 (6)3.2 MOSFET升压斩波电路 (6)3.2.1 电路原理图 (6)3.2.2电路原理及其工作波形 (6)3.2.3主要的数量关系 (7)第四章控制电路与保护电路设计 (8)4.1 MOSFET驱动电路 (8)4.1.1驱动电路原理图 (8)4.1.2 电路工作原理 (8)4.2 保护电路 (9)4.1.1变压器的保护 (9)第五章总体电路原理图及其说明 (10)5.1总体电路原理图 (10)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (11)5.4波形分析 (11)第6章.心得体会 (12)参考文献 (13)致谢 (14)第1章绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路(DC Chopper),也称直接变流电路,它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
电气工程课程设计MOSFET升压斩波电路设计说明

目录一、绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 SG3525简介 (1)1.4仿真软件介绍 (1)二、MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.3设计方案各电路简介 (3)三、MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)四、控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.2保护电路 (8)五、总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)六、结论 (11)参考文献 (11)一、绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路(DC Chopper),也称直接变流电路,它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
直流斩波的电路的种类较多,包括六种基本电路:降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zata斩波电路。
直流斩波电路在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。
随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
1.2 MOSFET简介MOSFET是金属-氧化层-半导体-场效晶体管,简称金氧半场效晶体管,是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
MOSFET依照其“通道”的极性不同,可分为N沟道型与P沟道型的MOSFET,通常又称为NMOSFET与PMOSFET,其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
1.3 SG3525简介随着电能变换技术的发展,功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用,为此美国硅通用半导体公司Silicon General)推出SG3525。
IGBT升压斩波电路的设计-2

1 设计要求与方案设计要求=50V,输出功率P=300W ,利用IGBT设计一个升压斩波电路。
输入直流电压Ud开关频率为5KHz,占空比10%到50%,输出电压脉率小于10%。
设计方案根据升压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动电路。
其结构框图如图1所示。
图1在图1结构框图中,控制电路用来产生IGBT升压斩波电路的控制信号,控制电路产生的控制信号传到驱动电路,驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端与公共端之间,可以使其开通或关断的信号。
通过控制IGBT的开通和关断来控制IGBT升压斩波电路工作。
控制电路中保护电路是用来保护电路,防止电路产生过电流、过电压现象而损坏电路设备。
、\2 升压斩波电路设计方案升压斩波主电路电路工作原理原理图本设计为直流升压斩波(boost chopper)电路,该电路是本系统的核心。
应为输出电压比较大,故斩波器件选用能够承受大电压和导通内阻小,开关频率高,开关时间小的大功率IGBT管。
在IGBT关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管VD。
斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
原理图如下图1所示:|$图1 主电路仿真图左边E为输入直流50V电压,右边为U斩波电压输出。
I G为SG3525输出的PWM斩波信号。
V为IGBT,VD为电力二极管,L为电感,C为电容,R为负载。
o n o f f 0o f f o f f t t T U E Et t+==T offt =βE -11E 1U 0αβ==off t T "原理分析:首先假设电感L 值很大,电容C 值也很大。
当I G 为高电平时,V导通,50V 电源向L 充电,充电基本恒定为,同时电容C 上的电压向负载R 供电,因C 值很大,基本保持输出电压ou为恒值,记为o U 。
设V 处于通态的时间为o n t ,此阶段电感L 上积储的能量为1o n E I t 。
当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电,并向负载R 提供能量。
升压斩波电路

5.1.2 升压斩波电路
数量关系
设V通态的时间为ton,此阶段L上积蓄的能量为 EI1ton
设V断态的时间为toff,则此期间电感L释放能量为Uo EI1toff
稳态时,一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等:
EI1ton (Uo E)I1toff
化简得:U o
ton toff toff
Io
1
b2
E R
(5-25) (5-26)
3-3
5.1.2 升压斩波电路
2) 升压斩波电路典型应用
一是用于直流电动机传动 二是用作单相功率因数校正(PFC)电路 三是用于其他交直流电源中
用于直流电动机传动
再生制动时把电能回馈
a)
给直流电源。
uo
E
uo
E
电动机电枢电流连续和
O
t
O
t
断续两种工作状态。
E
T toff
E
(5-20) (5-21)
T/toff>1,输出电压高于电源电压,故为升压斩波电路。
T
/ toff
——升压比;升压比的倒数记作b
,即
b
toff T
。
b和a的关系: a为 U o
1
b
E 1
1a
E
(5-25)
3-2
5.1.2 升压斩波电路
直流电源的电压基本是 恒定的,不必并联电容
i
i1
i2
io
I
I
20
I
10
10
i1
i2
I 20
O
t on
toff
T
t
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电力电子系统设计报告(2014—2015学年第二学期)系别信息与控制工程系题目升压斩波电路设计专业电气自动化班级 1203学号 3121010330姓名彭中杰指导教师孟显娇完成时间评定成绩升压斩波电路(Boost Chopper)设计摘要本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路(Boost chopper).设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。
Matlab主要是理论分析,借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图。
通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系,最后进行了GUI编程,利用图形可视化界面的直观易懂的特点,使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式,从而具有友好界面,非常方便的就可进行控制参数输入,和输出图像显示。
第二部分是电路板,它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成,其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境,强大的元件及元件库的组织功能,方便易用的连线工具,强大的编辑功能设计检验,与印制电路板设计系统的紧密连接,自定义原理图模板高质量的输出等等优点,和丰富的设计法则,易用的编辑环境,轻松的交互性手动布线,简便的封装形式的编辑及组织,高智能的基于形状的自定布线功能,万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点,使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。
本设计也采用Protel设计原理图,和进行PCB板布线。
它是本设计从理论到实际制作的必进途径,通过设定相应的规则,足以满足设计所要求的规定。
关键字升压斩波; SG3525 ;(2014—2015学年第二学期) (1)1.概述 (4)2.课程设计任务及要求 (5)2.1设计任务 (5)2.2设计要求 (5)2.3设计主流程图 (5)3.设计理论 (6)3.1 升压斩波工作原理 (6)主电路工作原理 (6)3.2数量关系 (7)4.硬件设计 (8)4.1 升压直流变换器电路总设计概述 (8)4.2储能电感L的选择 (8)4.2输出滤波电容的选择 (9)4.3驱动电路选择 (9)4.4保护电路原理介绍 (10)4.5保护电路的芯片介绍 (11)5.具体电路设计 (13)6.心得体会 (14)7.附录 (15)8.参考文献 (16)[1]王兆安,黄俊.电力电子技术(第四版).[北京]: 机械工业,2000 (16)[3] 乃国.电源技术.北京:中国电力,1998 (16)[6]汝全.电子技术常用器件应用手册.机械工业 (16)1.概述直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路 . 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。
但以 IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题:(1)系统损耗的问;(2)栅极电阻;(3)驱动电路实现过流过压保护的问题。
2.课程设计任务及要求2.1设计任务理论设计:了解掌握Boost电路的工作原理,设计Boost电路的主电路和控制电路。
包括:IGBT电流、电压额定的选择;驱动、保护电路的设计;画出完整的主电路原理图和控制电路原理图。
2.2设计要求对Boost电路的主电路和控制电路进行设计。
分两组参数,每组参数如下:(1)直流电压E=50V,负载中R=20Ω,L、C值极大。
(2)直流电压E=200V,负载中R=20Ω,L、C值极大。
2.3设计主流程图根据所要实现的功能,设计电路的主程序流程如图所示。
3.设计理论3.1 升压斩波工作原理主电路工作原理图一假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为I1,同时C 的电压向负载供电,因C 值很大,输出电压uo 为恒值,记为Uo 。
设V 通的时间为ton ,此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o nV 断时,E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为toff ,则此期间电感L 释放能量为稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等化简得:1/≥off t T ,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。
也称之为boostchooper 变换器。
E t T E t t t U off off off on o =+=()offo on t I E U t EI 11-=( ) off o t I E U 1-offt T /——升压比,调节其即可改变Uo 。
将升压比的倒数记作β,即T t off=β。
和导通占空比,有如下关系:1=+βα因此,可表示为升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因:① L 储能之后具有使电压泵升的作用② 电容C 可将输出电压保持住3.2数量关系设IGBT 通态的时间为ton ,此阶段L 上积存的能量为:EI1ton设IGBT 断态的时间为toff ,则此段时间电感L 释放能量为:(U0-E )I1t稳态时,一个周期时间中L 积存的能量与释放的能量相等:T/t off >1,输出电压高于电源电压,故为升压斩波电路。
T/t off -升压比;升压比的倒数记为β,即β=toff /T 。
又因为α+β=1。
所以: 电压升高得原因:电感L 储能使电压泵升的作用,电容可将输出电压保持住E E U o αβ-==1114.硬件设计4.1 升压直流变换器电路总设计概述电源电路产生的稳定24V直流电作为主电路(斩波电路)的输入电源,电源电路产生的稳定的直流+5V电压控制单片机,通过单片机来输出脉冲占空比可变的波,从而使升压斩波电路升压并输出可调的脉冲电压Uo。
把输出电压Uo通过降压后得到的信号Uco反馈给A/D转换电路,再通过比较器判断电压是否过压,过压则单片机输出恒高电平,是MOSFET关断,因此整个系统构成一个可调的直流升压斩波电陆,并且达到过压保护的目的。
本设计主要由:电源电路、控制电路、驱动电路、斩波电路和保护电路组成。
4.2储能电感L的选择电感电流包括直流平均植和纹波分量两部分,其电流平均值如下确定。
假定忽略电路的部损耗,电路中开关f设为1KHz,则Vi*Ii=Vo*Io,其中Ii是从电源Vi*Ii=Vo*Io,其中Ii是从电源Vi取出平均电流,也是流入电感的平均电流IL,以下中Vi=E=24V,V0=U0=60V,P0=40W,I0=0.67A Vo= Vi*T/toff,和保护电路组成。
Vo= Vi*T/toff,故有 Ii= Vo*Io/ Vi=Io*T/toff选择ΔI=Vi*ton/L=1.4Ii,则电感L为 L= Vi*ton/1.4Ii ton=T*( Vo- Vi)/ Vo=(Vo-Vi)f*V0假定忽略部的损耗,则Vi*Ii=Vo*I0故有 Ii= Vo*Io/ VI因此 L= Vi*ton/1.4Ii= Vi²*(Vo- Vi)/1.4f * Vo²*I0已知输出电压Vo、输出电流Io、输入电压Vi和开关频率f,就可求出电感值。
则: L≤24²(60-24)/1.4*1000*60²*0.67=0.00617H因此L的规格选为LGC0410 其电感量为0.15uH ~56uH 额定电流围为1.85A ~ 300mA。
4.2输出滤波电容的选择假如输出滤波电容C必须在V开启的ton期间供给全部负载电流,设在ton期间, C上的电压降≤纹波电压ΔVo,由式得C=Io*(ton/ΔVo)由式,求得ton=T*(Vo-Vi)/Vo 故有 C= T*Io*(Vo-Vi)/Vo*ΔVo = Io*(Vo-Vi)/f*Vo*ΔVoΔVo≤24*10%=2.4v C≤10*(60-24)/1000*2.4*60=0.000167F4.3驱动电路选择IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。
门极电路的正偏压uGS、负偏压-uGS和门极电阻RG的大小,对IGBT的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力及du/dt电流等参数有不同程度的影响。
其中门极正电压uGS的变化对IGBT的开通特性,负载短路能力和duGS/dt电流有较大的影响,而门极负偏压对关断特性的影响较大。
同时,门极电路设计中也必须注意开通特性,负载短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。
根据上述分析,对IGBT驱动电路提出以下要求和条件:(1)由于是容性输出输出阻抗;因此IBGT对门极电荷集聚很敏感,驱动电路必须可靠,要保证有一条低阻抗的放电回路。
(2)用低阻的驱动源对门极电容充放电,以保证门及控制电压uGS有足够陡峭的前、后沿,使IGBT的开关损耗尽量小。
另外,IGBT开通后,门极驱动源应提供足够的功率,使IGBT不至退出饱和而损坏。
(3)门极电路中的正偏压应为+12~+15V;负偏压应为-2V~-10V。
(4)IGBT 驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响,RG较大,有利于抑制IGBT 的电流上升率及电压上升率,但会增加IGBT 的开关时间和开关损耗;RG较小,会引起电流上升率增大,使IGBT 误导通或损坏。
RG的具体数据与驱动电路的结构及IGBT 的容量有关,一般在几欧~几十欧,小容量的IGBT 其RG 值较大。
(5)驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对IGBT 的自保护功能。
IGBT 的控制、驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配,另外,在未采取适当的防静电措施情况下,IGBT的G~E极之间不能为开路。
IGBT驱动电路分类驱动电路分为:分立插脚式元件的驱动电路;光耦驱动电路;厚膜驱动电路;专用集成块驱动电路。
本文设计的电路采用的是专用集成块驱动电路。
IGBT驱动电路分析随着微处理技术的发展(包括处理器、系统结构和存储器件),数字信号处理器以其优越的性能在交流调速、运动控制领域得到了广泛的应用。
一般数字信号处理器构成的控制系统, IGBT驱动信号由处理器集成的PWM 模块产生的。
而PWM接口驱动能力及其与IGBT的接口电路的设计直接影响到系统工作的可靠性。
因此本文采用SG3525设计出了一种可靠的IGBT驱动方案。
4.4保护电路原理介绍试验方案中还设计了保护电路,如下图,下图是过流保护电路图。
R7是100K Ω,串联在负载管两边,R7的一边连接地,另一边输入运算放大器的负(即引脚2),引脚3接滑动变阻器R4,R4取值10 Ω,因为斩波电路的输出电压U0为60V,输出功率40W,即I0为0.67A,所以设保护电流参数为1.5A (R4接电压15V,R4为10Ω,即参考电流为1.5A),将反馈电流与的保护电流参数值相互比较,如果大于限定值则使单片机8051的P2.1脚置低电平,使单片机89S52的输出引脚P1.5输出恒为低,从而光耦驱动停止,驱动电路产生负驱动电压,从而关断MOSFET管,以达到保护电路的作用。