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0電力電子技術(shù)課程設(shè)計報告題目:升壓斬波電路設(shè)計學(xué)院:專業(yè):學(xué)號:姓名:指導(dǎo)教師:完成日期:1升壓斬波電路設(shè)計(一)設(shè)計任務(wù)書23(二)設(shè)計說明書目錄一matlab仿真原理1升壓斬波電路工作原理1.1主電路工作原理1.2IGBT驅(qū)動電路選擇2仿真實驗2.1仿真模型2.2仿真實驗結(jié)果及分析2.3仿真實驗結(jié)論2.4最優(yōu)參數(shù)選擇二硬件實驗2.1硬件電路2.1.1整流電路2.1.2斬波信號產(chǎn)生電路2.1.3斬波電路2.1.4總原理圖2.1.5元器件列表2.2PCB印刷電路板2.3制造輸出final三課程設(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn)4摘要本設(shè)計是基于SG3525芯片為核心控制的PWM升壓斬波電路(Boostchopper).設(shè)計由Matlab仿真和Protel兩大部分構(gòu)成。Matlab主要是理論分析,借助其強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計算和仿真功能可也很直觀的看到PWM控制輸出電壓的曲線圖。通過設(shè)置參數(shù)分析輸出與電路參數(shù)和控制量的關(guān)系,最后進(jìn)行了GUI編程,利用圖形可視化界面的直觀易懂的特點(diǎn),使設(shè)計摒棄了繁瑣難懂的單一波形和控制方式,從而具有友好界面,非常方便的就可進(jìn)行控制參數(shù)輸入,和輸出圖像顯示。第二部分是電路板,它可以通過BluePrint、Kicad、Protel等軟件設(shè)計完成,其中Protel原理圖設(shè)計系統(tǒng)以其分層次的設(shè)計環(huán)境,強(qiáng)大的元件及元件庫的組織功能,方便易用的連線工具,強(qiáng)大的編輯功能設(shè)計檢驗,與印制電路板設(shè)計系統(tǒng)的緊密連接,自定義原理圖模板高質(zhì)量的輸出等等優(yōu)點(diǎn),和豐富的設(shè)計法則,易用的編輯環(huán)境,輕松的交互性手動布線,簡便的封裝形式的編輯及組織,高智能的基于形狀的自定布線功能,萬無一失的設(shè)計檢驗等印制電路板設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),使其在我們學(xué)生選用PCB電路板設(shè)計軟件中占了絕大部分比重。本設(shè)計也采用Protel設(shè)計原理圖,和進(jìn)行PCB板布線。它是本設(shè)計從理論到實際制作的必進(jìn)途徑,通過設(shè)定相應(yīng)的規(guī)則,足以滿足設(shè)計所要求的規(guī)定。關(guān)鍵字升壓斬波;SG3525;SIMULINK;PWM;Protel5引言直流斬波電路作為將直流電變成另一種固定電壓或可調(diào)電壓的DC-DC變換器,在直流傳動系統(tǒng)、充電蓄電電路、開關(guān)電源、電力電子變換裝置及各種用電設(shè)備中得到普通的應(yīng)用.隨之出現(xiàn)了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復(fù)合斬波電路等多種方式的變換電路.直流斬波技術(shù)已被廣泛用于開關(guān)電源及直流電動機(jī)驅(qū)動中,使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。全控型電力電子器件IGBT在牽引電傳動電能傳輸與變換、有源濾波等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但以IGBT為功率器件的直流斬波電路在實際應(yīng)用中需要注意以下問題:(1)系統(tǒng)損耗的問;(2)柵極電阻;(3)驅(qū)動電路實現(xiàn)過流過壓保護(hù)的問題。一matlab仿真原理1.升壓斬波工作原理1.1主電路工作原理假設(shè)L值、C值很大,V通時,E向L充電,充電電流恒為I1,同時C的電壓向負(fù)載供電,因C值很大,輸出電壓uo為恒值,記為Uo。設(shè)V通的時間為ton,此階段L上積蓄的能量為EI1tonV斷時,E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時間為toff,則此期間電感L釋放能量為穩(wěn)態(tài)時,一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等(1-1)化簡得:(1-2)1/offtT,輸出電壓高于電源電壓,故稱升壓斬波電路。也稱之為boostchooper變換器。offtT/升壓比,調(diào)節(jié)其即可改變Uo。將升壓比的倒數(shù)記作,即Ttoff。和導(dǎo)通占空比,有如下關(guān)系:1(1-3)因此,式(1-2)可表示為(1-4)offoontIEUtEI11EtTEtttUoffoffoffonooffotIEU1EEUo1116升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓的原因:L儲能之后具有使電壓泵升的作用電容C可將輸出電壓保持住1.2IGBT驅(qū)動電路選擇IGBT的門極驅(qū)動條件密切地關(guān)系到他的靜態(tài)和動態(tài)特性。門極電路的正偏壓uGS、負(fù)偏壓-uGS和門極電阻RG的大小,對IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。其中門極正電壓uGS的變化對IGBT的開通特性,負(fù)載短路能力和duGS/dt電流有較大的影響,而門極負(fù)偏壓對關(guān)斷特性的影響較大。同時,門極電路設(shè)計中也必須注意開通特性,負(fù)載短路能力和由duGS/dt電流引起的誤觸發(fā)等問題。根據(jù)上述分析,對IGBT驅(qū)動電路提出以下要求和條件:(1)由于是容性輸出輸出阻抗;因此IBGT對門極電荷集聚很敏感,驅(qū)動電路必須可靠,要保證有一條低阻抗的放電回路。(2)用低內(nèi)阻的驅(qū)動源對門極電容充放電,以保證門及控制電壓uGS有足夠陡峭的前、后沿,使IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外,IGBT開通后,門極驅(qū)動源應(yīng)提供足夠的功率,使IGBT不至退出飽和而損壞。(3)門極電路中的正偏壓應(yīng)為+12+15V;負(fù)偏壓應(yīng)為-2V-10V。(4)IGBT驅(qū)動電路中的電阻RG對工作性能有較大的影響,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但會增加IGBT的開關(guān)時間和開關(guān)損耗;RG較小,會引起電流上升率增大,使IGBT誤導(dǎo)通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對IGBT的自保護(hù)功能。IGBT的控制、驅(qū)動及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下,IGBT的GE極之間不能為開路。IGBT驅(qū)動電路分類驅(qū)動電路分為:分立插腳式元件的驅(qū)動電路;光耦驅(qū)動電路;厚膜驅(qū)動電路;專用集成塊驅(qū)動電路。本文設(shè)計的電路采用的是專用集成塊驅(qū)動電路。IGBT驅(qū)動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)和存儲器件),數(shù)字信號處理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、
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