升压斩波(1).doc
《升压斩波(1).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《升压斩波(1).doc(13页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计报告 -升压斩波变频技术工程应用 班级:电气1016姓 名:祁小同学 号:19指导老师: 夏志华 日 期: 2012-5-20升压斩波电路设计目录一、课程设计的目的3二、升压斩波电路设计要求3三、升压斩波电路设计方案3(1)升压斩波主电路的设计4(2)驱动电路51、驱动电路要求52、驱动电路的设计5(3)控制电路的设计6SG3525简介7(4)保护电路8 1、IGBT保护电路简介83、过电压、欠电压保护;过电流保护9(5)主电路参数计算及元件选取10四、参考资料11五、元器件清单11六、升压斩波电路Protel总原理图12七、课程设计总结12一、课程设计
2、的目的1、培养文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。3、培养运用知识的能力和工程设计的能力。4、提高课程设计报告撰写水平。二、升压斩波电路设计要求1、输入直流电压:Ud=40V2、开关频率100KHz3、输出电压范围80V120V4、输出电压纹波:小于1%5、最大输出电流:5A6、具有过流保护功能,动作电流:6A7、具有稳压功能8、效率不低于70%三、升压斩波电路设计方案在直流升压电路的设计中,Boost升压电路结构简单,可将不可控的直流输入变为可控的直流输出,广泛应用于可调整直流开关电源和直流电机驱动。Boost电路
3、只有一个开关管,克服了传统串联型稳压电源能耗大、体积大的缺点,具有体积小、结构简单、变换效率高,不存在桥式电路共态导通等优点。本文采用Boost斩波电路为直流升压电路的主电路,并以SG3525为控制核心设计了控制电路,其中包括完善的保护电路,当输入电压为DC 40V 时,输出可基本稳定在DC 100V 系统设计框图如图所示图1系统设计框图输出电压经采样及信号调理以后,送至SG3525的10脚,10脚为PWM信号封锁端, 当该脚为高电平时, 输出驱动脉冲信号被封锁,该脚用于故障保护,将反馈信号接到该引脚形成闭环控制。SG3525产生的PWM波经由隔离驱动电路后驱动Boost斩波电路中的开关器件I
4、GBT,将直流输入电压升压至设定值输出。(1)升压斩波主电路的设计 升压斩波工作原理Boost 型直流变换器的主电路如图1所示, 主电路由全控型器件V(IGBT)、电感L、滤波电容C、二极管VD和负载R 组成。全控型器件的控制脉冲如图2 所示图1 升压斩波电路主电路图V处于通态时,电源E向电感L充电,电流恒定,电容C向负载R供电,输出电压Uo恒定。V处于断态时,电源E(有效值为)和电感L同时向电容C充电,并向负载提供能量。首先假设电感L值很大,电容C值也很大。当V-G为高电平时,Q1导通,40V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,基本保持输出电压为恒值。设
5、V处于通态的时间为,此阶段电感L上积储的能量为。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。设V处于段态的时间为,则在此期间电感L释放的能量为。当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L积储的能量于释放的能量相等,即 = (2-1)化简得 (2-2)上式中的K为占空比1,输出电压高于电源电压,故为升压斩波电路电压升高得原因:电感L储能使电压泵升的作用,电容C可将输出电压保持住实际应用中的升压斩波电路是电流连续的状态:如图3图3 电流连续升压斩波电路波形(2)驱动电路驱动电路是主电路与控制电路之间的接口。它将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之
6、间,可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号,对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号驱动电路要求:1)使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩短开关时间,减小开关损耗,对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义2)对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中,或通过驱动电路实现3)驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离,并且具有良好的抗干扰能力和温度稳定性。电气隔离,就是将电源与用电回路作电气上的隔离,即将用电的分支电路与整个电气系统隔离,使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统,以防止在裸露导体故障带
7、电情况下发生间接触电危险。电气隔离的作用主要是减少两个不同的电路之间的相互干扰。采用电气隔离后,该电路接地时就不会影响整个电网的工作,同时还可通过绝缘监测装置检测该电路对地的绝缘状况,一旦该电路发生接地,可以及时发出警报,提醒管理人员及时维修或处理,避免保护装置跳闸停电的现象发生。在这电路上的电气隔离主要是为了防止主电路上的高压对控制电路上的影响。驱动电路的设计: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。本设计的电路采用的是专用集成块驱动电路。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
8、口电路的设计直接影响到系统工作的可靠性。用SG3525设计出了一种可靠的IGBT驱动方案。采用光耦隔离,再加一级推挽电路进行放大。采用的光耦是TLP521-1。为了达到最佳波形,在实物调试过程中对光耦两端的电阻进行合理的搭配。(现各取1K)图4驱动电路的原理图(3) 控制电路的设计控制电路需要实现的功能是产生PWM信号,用于可控制斩波电路中主功率器件的通断,通过对占空比的调节,达到控制输出电压大小的目的。此外,控制电路还具有一定的保护功能。被实验装置的控制电路采用控制芯片SG3525为核心组成。芯片的输入电压为8V到35V。它的振荡频率可在100HZ到500KHZ的范围内调节。在端接可调输入电
9、阻就能改变波的占空比。在芯片的CT端和放电端间串联一个电阻可以在较大范围内调节死区时间。此外,其软起动电路非常容易设计,只需外部接一个软起动电容即可。在SG3525的管脚1、9之间接电阻电容构成超前滞后补偿网络对系统进行稳压。振荡频率100KHZ。控制电路的protel设计电阻电容的取值如图,可得振荡频率:SG3525简介SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,它简单可靠及使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。SG3525是定频PWM电路,采用原理
10、16引脚标准DIP封装。其各引脚功能如图1所示,内部原理框图如图2所示1 脚:误差放大器的反相输入端; 2 脚:误差放大器的同相输入端; 3脚:同步信号输入端, 同步脉冲的频率应比振荡器频率fS要低一些; 4 脚:振荡器输出; 5 脚:振荡器外接电容CT端,振荡器频率fs1CT(0.7RT+3R0), R0为5脚与7脚之间跨接的电阻,用来调节死区时间,定时电容范围为0.0010.1 F; 6 脚:振荡器外接定时电阻RT端,RT值为2150 k; 7 脚:振荡器放电端,用外接电阻来控制死区时间,电阻范围为0500 ; 8 脚:软启动端,外接软启动电容,该电容由内部Vref的50A恒流源充电; 9
11、 脚:误差放大器的输出端; 10脚:PWM信号封锁端, 当该脚为高电平时, 输出驱动脉冲信号被封锁,该脚主要用于故障保护; 11脚:A路驱动信号输出; 12脚:接地; 13脚:输出集电极电压; 14脚:B路驱动信号输出; 15脚:电源, 其范围为835 V; 16脚:内部5 V基准电压输出直流电源Vs从脚15接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚5须外接电容CT,脚6须外接电阻RT。振荡器频率厂由外接电阻RT和电容CT决定,振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 升压
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。