IGBT直流斩波电路的设计

目录

1设计原理分析............................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1总体结构分析................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.2主电路的设计................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.3触发电路的设计............................................................................................ 错误!未定义书签。

1.4驱动电路设计................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.5保护电路分析................................................................................................. 错误!未定义书签。2仿真分析与调试....................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1建立仿真模型................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.2仿真结果分析................................................................................................. 错误!未定义书签。3确定实际参数............................................................................................................ 错误!未定义书签。心得体会 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。附录：............................................................................................................................. 错误!未定义书签。

IGBT直流斩波电路的设计

1设计原理分析

1.1总体结构分析

直流斩波电路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。它在电源的设计上有很重要的应用。一般来说，斩波电路的实现都要依靠全控型器件。在这里，我所设计的是基于IGBT的降压斩波短路。

直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。电路的结构框图如下图（图1）所示。

图1 电路结构框图

除了上述主要结构之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电器隔离。

1.2主电路的设计

主电路是整个斩波电路的核心，降压过程就由此模块完成。其原理图如图2所示。

E

M

图2 主电路原理图

如图，IGBT 在控制信号的作用下开通与关断。开通时，二极管截止，电流io 流过大电感L ，电源给电感充电，同时为负载供电。而IGBT 截止时，电感L 开始放电为负载供电，二极管VD 导通，形成回路。IGBT 以这种方式不断重复开通和关断，而电感L 足够大，使得负载电流连续，而电压断续。从总体上看，输出电压的平均值减小了。输出电压与输入电压之比α由控制信号的占空比来决定。这也就是降压斩波电路的工作原理。

降压斩波的典型波形如下图所示。

图3 降压电路波形图

图2中的负载为电动机，是一种放电动式负载。反电动势负载有电流断续和电流连续两种工作状态。分别入图3中b ）和a ）所示。

无论哪一种情况，输出电压的平均值都与负载无关，其大小为：

（1-1）

T on 表示导通的时；T off 表示截止的时间 ；A 表示导通时间占空比。

对于输出电流，当Uo>E 时电流连续，输出电流平均值大小为：

（1-2）

当Uo

i G i E E T

t

E t t t U α==+=

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E U I M

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