IGBT降壓斬波電路設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：工作單位：題目:IGBT降壓斬波電路設(shè)計(jì)（純電阻負(fù)載）設(shè)計(jì)條件：1、輸入直流電壓：Ud=150V2、輸出功率：250W3、開關(guān)頻率4KHz4、占空比5%50%5、輸出電壓脈率：小于5%要求完成的主要任務(wù)：1、根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目，收集相關(guān)資料、設(shè)計(jì)主電路、控制電路；2、用MATLAB/Simulink對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真；3、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告一一畫出主電路、控制電路原理圖，說明主電路的工作原理、選擇元器件參數(shù)，說明控制電路的工作原理、繪出主電路典型波形，繪出觸發(fā)信號(hào)（驅(qū)動(dòng)信號(hào)）波形，并給出仿真波形，說明仿真過程中遇到的問題和解決問題的方法，附參考資料；4

2、、通過答辯。時(shí)間安排:2012.12.24-12.29指導(dǎo)教師簽名:系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日目錄1原理分析及電路設(shè)計(jì)11.1IGBT降壓斬波電路組成11.2主電路工作原理及結(jié)構(gòu)說明12各模塊電路設(shè)計(jì)32.1主電路帶純電阻負(fù)載32.2控制電路52.3驅(qū)動(dòng)電路62.4保護(hù)電路72.5各器件參數(shù)確定83系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析103.1建立仿真電路模型103.2設(shè)置仿真參數(shù)113.3仿真結(jié)果分析143.4結(jié)論17心得體會(huì)17參考文獻(xiàn)18精品資料IGBT降壓斬波電路設(shè)計(jì)1原理分析及電路設(shè)計(jì)1.1IGBT降壓斬波電路組成直流-直流變流電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，包括直接直流

3、變流電路和間接直流變流電路，IGBT降壓斬波電路是直接直流變流電路。直流降壓斬波電路不需要輸入輸出問的隔離。直流電壓變換電路主要可控器件為全控器件IGBT,其所帶負(fù)載可為阻性感性以及容性。與一般電子電路結(jié)構(gòu)類似，直流降壓斬波電路主要分為三個(gè)部分，分別為主電路模塊，控制電路模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊。電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1電路結(jié)構(gòu)框圖除了上述主要結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮電路中電力電子器件的保護(hù)，以及控制電路與主電路的電器隔離。1.2主電路工作原理及結(jié)構(gòu)說明圖2降壓斬波電路原理圖典型降壓斬波電路主電路由直流電源E,全空型器件IGBT-V,普通單向?qū)ǘO管VD及電感組成。其中IGBT作為開關(guān)器件使用，

4、二極管起續(xù)流的作用，同時(shí)為了使負(fù)載電流脈動(dòng)小，電感的L的值一般非常大。如圖3所示，IGBT在控制電路觸發(fā)信號(hào)的作用下導(dǎo)通與關(guān)斷。導(dǎo)通時(shí)，二極管截止，電流io流過大電感L,電源給電感L充電，同時(shí)為負(fù)載供電。而IGBT截止時(shí)，電感L開始放電為負(fù)載供電，二極管VD導(dǎo)通，形成回路L-R-Em-VD。通過控制觸發(fā)電路的觸發(fā)時(shí)11,IGBT以這種方式不斷重復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷，而電感L足夠大，使得負(fù)載電流連續(xù)，而電壓斷續(xù)。從輸出電壓波形圖上計(jì)算輸出電壓平均值，可知輸出電壓的平均值減小了。輸出電壓與輸入電壓之比a由控制信號(hào)的占空比來決定。因此可以通過控制觸發(fā)電路觸發(fā)信號(hào)的參數(shù)來控制a的大小，從而控制輸出電壓的大小。

5、因?yàn)?<a<1,所以輸出電壓始終小丁輸入電壓，該電路為降壓斬波電路。降壓斬波的典型波形如下圖所示。iGiGO圖3降壓斬波電路工作波形圖降壓斬波電路可以帶多種，帶不同的負(fù)載則工作在不同的狀態(tài)?？蓭Ц行?、容性、阻性以及帶反電動(dòng)勢負(fù)載。圖3為典型降壓斬波電路反電動(dòng)勢負(fù)載的工作波形。反電動(dòng)勢負(fù)載有電流斷續(xù)和電流連續(xù)兩種工作狀態(tài)。分別如圖3中a）和b）所示。由輸出電壓的波形圖可知，在電流斷續(xù)與連續(xù)的情況下輸出電壓的平均值都與負(fù)載無關(guān)，其大小為:tonton-IUoE=E=E(DtontoffTLn表示導(dǎo)通的時(shí)；丁而表示截止的時(shí)間;a表示導(dǎo)通時(shí)間占空比。對丁輸出電流，當(dāng)UoE時(shí)電流連續(xù)，輸出電

6、流平均值大小為：(2)IUo-Em當(dāng)Uo<E時(shí)，電流既無法通過IGBT也無法通過二極管。丁是便出現(xiàn)了電流斷續(xù)的現(xiàn)象。一般不希望出現(xiàn)電流斷續(xù)的現(xiàn)象，因此需要通過控制信號(hào)占空比的調(diào)節(jié)來維持負(fù)載的電流。m產(chǎn)-1當(dāng)m*-1電流斷續(xù)，反之則電流連續(xù)。T/;m=Em/E;t其中tiT-=a；2各模塊電路設(shè)計(jì)2.1主電路帶純電阻負(fù)載帶純電阻負(fù)載降壓斬波電路如圖4所示圖4帶電阻降壓斬波電路(1)工作原理：當(dāng)觸發(fā)脈沖使V導(dǎo)通時(shí)，電源E向負(fù)載供電，續(xù)流二極管VD因承受反向電壓而關(guān)斷，因此形成回路E-V-L-R-E。同時(shí)電容C被充電，電感L在蓄積能量。在V導(dǎo)通的時(shí)間Ton內(nèi)回路電流io增大，由丁電感值很大，所

7、以在回路中形成的的電流io的大小幾乎無變化。輸出電壓為Uo,極性為上正下負(fù)。當(dāng)觸發(fā)脈沖使V關(guān)斷時(shí)，電源E不再向負(fù)載供電時(shí)。由丁電感的電流不能突變，此時(shí)二極管VD承受反壓導(dǎo)通續(xù)流，使回路中的電流逐漸減小，消耗在負(fù)載電阻上。當(dāng)電感的的能量釋放到使流過電感的電流小丁io時(shí)，電容C開始放電，與流過電感的電流疊加保持負(fù)載電流基本不變。整個(gè)關(guān)斷過程即是電感通過回路L-R-VD-L釋放能量和電容通過回路C-R-C放電的過程，在V關(guān)斷時(shí)間丁而內(nèi)留過負(fù)載電阻的電流io和其兩端的電壓Uo基本不變。在上述兩種工作狀態(tài)下降壓斬波電路的工作波形如圖5所示。圖5降壓斬波電路工作波形(純電阻負(fù)載)其中Uge為IGBT的柵極

8、G和射極E兩端的電壓，Uvd為二極管VD兩端的電壓，Uo為負(fù)載兩端的輸出電壓，占空比a=T°n/T。上述波形是在各器件工作在理想狀態(tài)下的波形。IGBT沒有導(dǎo)通和關(guān)斷延遲，也沒有導(dǎo)通壓降和漏電流；非線性元件電感和電容都工作在線性區(qū)，即在導(dǎo)通和關(guān)斷過程中不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；且電感電容的值足夠大，使輸出電壓基本無脈動(dòng)。2.2控制電路由典型降壓斬波電路可知，輸出電壓U。的大小由占空比a控制，所以通過調(diào)節(jié)占空比a就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。斬波電路中有三種調(diào)節(jié)占空比方式：1) 保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton,稱為脈沖寬度調(diào)制或脈沖調(diào)寬型：2) 保持導(dǎo)通時(shí)間不變，改變開關(guān)周期T,成為頻率調(diào)

9、制或調(diào)頻型；3) 導(dǎo)通時(shí)間和周期T都可調(diào)，是占空比改變，稱為混合型。其中第一種是最常用的方法，其調(diào)節(jié)占空比的實(shí)質(zhì)是給全控器件IGBT的柵極G和射極E之間所加電壓在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)大丁開啟電壓UGE(th)的時(shí)間ton的大小，即調(diào)節(jié)脈沖寬度。PWM控制信號(hào)的產(chǎn)生方法有很多，有與IGBT相適配的專用觸發(fā)芯片SG3525。SG3525是一種性能優(yōu)良、功能齊全和通用性強(qiáng)的單片集成PWM控制芯片，它簡單可靠及使用方便靈活，輸出驅(qū)動(dòng)為推拉輸出形式，增加了驅(qū)動(dòng)能力；內(nèi)部含有欠壓鎖定電路、軟啟動(dòng)控制電路、PWM鎖存器，有過流保護(hù)功能，頻率可調(diào)，同時(shí)能限制最大占空比。SG3525管腳圖如圖6所示。KfflWA問伸

10、入做步端敏電端款同動(dòng)端Ha1234567fl65432109V*Vrmnnnnn盜EA、地A骨E閉銳控制圖6SG3525引腳圖各引腳功能功能說明見附錄2。由SG3525構(gòu)成的PWM控制信號(hào)產(chǎn)生電路如圖7所示。+15V5.1V精品資料iIU,R416_1訴715D2圖7PWM控制信號(hào)產(chǎn)生電路SG3525所產(chǎn)生的僅僅只是PWM控制信號(hào)，強(qiáng)度不夠，不能夠直接去驅(qū)動(dòng)IGBT,中間還需要有驅(qū)動(dòng)電路將信號(hào)放大。另外，主電路會(huì)產(chǎn)生很大的諧波，很可能影響到控制電路中PWM信號(hào)的產(chǎn)生。因此，還需要對控制電路和主電路進(jìn)行電氣隔離。2.3驅(qū)動(dòng)電路IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型電力電子器件，柵射極之間存在數(shù)千皮法的極問電容，因

11、此控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)一般難以以直接驅(qū)動(dòng)IGBT。因此需要信號(hào)放大的電路。另外直流斬波電路會(huì)產(chǎn)生很大的電磁十?dāng)_，會(huì)影響控制電路的正常工作，甚至導(dǎo)致電力電子器件的損壞。因而還設(shè)計(jì)中還學(xué)要有帶電器隔離的部分。具體來講IGBT的驅(qū)動(dòng)要求有一下幾點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，能為IGBT柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。否則IGBT會(huì)在開通及關(guān)延時(shí)，同時(shí)要保證當(dāng)IGBT損壞時(shí)驅(qū)動(dòng)電路中的其他元件不會(huì)被損壞。2）能向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪驏艍?，一股?15V左右的正向柵壓比較恰當(dāng)，取-5V反向柵壓能讓IGBT可靠截止。3）具有柵壓限幅電路，保護(hù)柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為土20V,驅(qū)動(dòng)信號(hào)

12、超出此范圍可能破壞柵極。4）當(dāng)IGBT處于負(fù)載短路或過流狀態(tài)時(shí)，能在IGBT允許時(shí)間內(nèi)通過逐漸降低柵壓自動(dòng)抑制故障電流，實(shí)現(xiàn)IGBT的軟關(guān)斷。驅(qū)動(dòng)電路的軟關(guān)斷過程不應(yīng)隨輸入信號(hào)的消失而受到影響。IGBT的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。可以選擇EXB841或EX840驅(qū)動(dòng)芯片。驅(qū)動(dòng)電路如圖8所示。圖8驅(qū)動(dòng)電路2.4保護(hù)電路保護(hù)電路主要是依靠EXB841及其相配合的故障信號(hào)封鎖電路。驅(qū)動(dòng)電路中VZ5起保護(hù)作用，避免EXB841的6腳承受過電壓是為了改變EXB模塊過流保護(hù)起町居炬說I'1由1罕履測是研電流,接VZ3的目的降低也高的保護(hù)閥值從|a：而解決過流保護(hù)閥值太高的問題。R1和C1及V

13、Z4接在+20V電源上保VZ1和VZ2避免柵極和Az;h二Iifeui射極出現(xiàn)過電壓，電阻Rge是防止IGBT誤導(dǎo)通三1'針對EXB840存在保護(hù)盲區(qū)的問題，可如圖斐所示將EXB841的6.腳的超快速恢復(fù)二極管VDI取對每個(gè)脈;點(diǎn)的快速恢復(fù)二極管或反向串聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓二極管,中限制最小制資住質(zhì)1換為導(dǎo)通壓律也可采從而保證軟琵斷的順利進(jìn)行存在的過電流保紹日鎖功能這一呵題&NE?55?05TTw該隹辮解決了EXB8413墮壁號(hào)X-經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)炒電躋在正常工作時(shí)”可以通訶EXB841期3腳發(fā)出+15V和-5V電壓血信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT開通和關(guān)斷，當(dāng)IGBT發(fā)生過流時(shí)該電路能可靠地進(jìn)行軟關(guān)斷。信

14、號(hào)針對EXB841軟關(guān)斷保護(hù)不可靠的問題，可以在EXB841的5腳和4腳間接一個(gè)可變電阻，4腳和地之間接一個(gè)電容，都是用來調(diào)節(jié)關(guān)斷時(shí)間，保證軟關(guān)斷的可靠性。針對負(fù)偏壓不足的問題，可以考慮提高負(fù)偏壓。一般采用的負(fù)偏壓是-5V，可以采用-8V的負(fù)偏壓(當(dāng)然負(fù)偏壓的選擇受到IGBT柵射極之間反向最大耐壓的限制)。圖8下半部分所示為故障信號(hào)的封鎖電路。當(dāng)IGBT正常工作時(shí)EXB841的5腳是高電平，此時(shí)光耦6N137截止，其6腳為高電平，從而V1導(dǎo)通，丁是電容C6不充電,NE555P的3腳輸出為高電平，輸人信號(hào)被接到15腳，EXB841正常工作驅(qū)動(dòng)IGBT。當(dāng)EXB841檢測到過電流時(shí)EXB841的5

15、腳變?yōu)榈碗娖?，丁是光耦?dǎo)通使V1截止，+5V電壓經(jīng)凡和R4對幾充電，R5和R，的總阻值為90KQ,C6為100pF，經(jīng)過5us后NE555P的3腳輸出為低電平，通過與門將輸人信號(hào)封鎖。因?yàn)镋XB841從檢測到IGBT過電流到對其軟關(guān)斷結(jié)束要10ms，此電路延遲5us，工作是因?yàn)镋XB841檢測到過電流到EXB841的5腳信號(hào)為低電平需要5us,這樣經(jīng)過NE555P定時(shí)器延遲5ms使IGBT軟關(guān)斷后再停止輸人信號(hào)，避免立即停止輸人信號(hào)造成硬關(guān)斷。2.5各器件參數(shù)確定當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，電感L充電，充電電流I0基本包定。V處丁導(dǎo)通的時(shí)間為Ton,此階段電源提供的能量為EI°Ton。當(dāng)V處丁斷態(tài)時(shí)

16、L和C共同向負(fù)載供電時(shí)間為Toff,同時(shí)因?yàn)镃值很大，基本保持輸出電壓U0基本不變。在整個(gè)周期T過程中，電感電容充放電過程完全相反沒有能量變化，負(fù)載消耗的的IoRT。當(dāng)電路工作丁穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中，忽略電路中的損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等，即EI°Ln=RI(2T(3)則U0hIoRhTE=aE(4)由丁儲(chǔ)能電感的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大丁開關(guān)周期T,因此在充放電過程中電感的電流k變化可以看著線性增長和衰減的，在匕時(shí)刻達(dá)到最大值imax。電感電流k與t的關(guān)系如圖9所示。由圖10結(jié)合式(5)(6)可知，臨界狀態(tài)下Aii=2I°圖9電感電流波形圖tiF_uE_U由圖9可知：

17、叫+=0氣四dt=氣奧婦(5)t2U0Uodtntoff(6)叫LL當(dāng)電路的參數(shù)選取是當(dāng)時(shí)，電感電流k連續(xù)變化，不出現(xiàn)為。的情況。當(dāng)電感較L小時(shí)，負(fù)載電阻R較大時(shí)，則負(fù)載電路的時(shí)間常數(shù)較小或當(dāng)開關(guān)周期T較大時(shí)，將出現(xiàn)電感電流已下降到0,但下一個(gè)開關(guān)周期還沒到來，即電感電流斷續(xù)。當(dāng)一個(gè)開關(guān)周期結(jié)束時(shí)電感電流剛好衰減到。時(shí)，即電感電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界點(diǎn)，臨界情況如圖10所。(7)其中Io結(jié)合式(5)(6)(7)可知(8)RToffU°(1-a)十=T22Io電容在充電戶的的電壓為Uc由上式可得.U°(1-a)2Ue=I8LC(10)廣U°(1-a)2C=I8UcL有設(shè)

18、計(jì)要求可知E=150V,Po=25OW,O.O5<a<O.5,開關(guān)頻率f=4KHZ。2一一FO=U°Io=IoR=25W/取電阻R=1O?，貝UI。=5A；U。=5OV。占空上匕a=O.33,=2.5<1O-4soE15OfUo(1-a)5O(1-O.33)4所以L=T=X2.5X1O=O.84mH。為了使電感電流變化接近線2IO25性變化，實(shí)際取電感的值可以取大一點(diǎn)，取L>1mH設(shè)計(jì)要求輸出電壓的脈率小丁5%,取電壓脈率為4%,則C=Mt28UcL5O(1-O.33)88.41OO.O45O2.521O=O.18mF實(shí)際取電容C的值應(yīng)取得大一些，以使輸出電壓

19、基本保持不變?？刂齐娐返母髟膮?shù)如原理圖所示（圖7）。如原理圖所示連接電路，可產(chǎn)生FWM控制信號(hào)，脈寬調(diào)制范圍為O5O%。滿足設(shè)計(jì)要求占空比15%5O%。3系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析3.1建立仿真電路模型在電力電子設(shè)計(jì)過程中利用MATLAB來進(jìn)行仿真建模分析有很大的好處，它不但非常方便而且能夠在很大程度范圍內(nèi)減少因設(shè)計(jì)問題而造成的浪費(fèi)。這里的仿真主要是運(yùn)用MATLAB軟件中的simulink工具。先從simulink的元件庫中找到需要用的元件，然后搭建相應(yīng)的主電路，設(shè)置好參數(shù)后即可進(jìn)行仿真。在matlab中新建model文件，從simulinklibrary中加載構(gòu)成仿真電路所需要的元器件,連接好

20、的系統(tǒng)仿真電路圖如圖11所示lUl-PulseGeneratorContinuousMeanValuepowergu圖11系統(tǒng)仿真電路圖3.2設(shè)置仿真參數(shù)按如下步驟設(shè)置仿真參數(shù)(1)直流電壓源大小設(shè)置為150V，如圖12所示圖12直流電壓源參數(shù)設(shè)置(2) PWM控制信號(hào)設(shè)置，幅值為1,周期為0.000025s，占空比為50%,占空比根據(jù)需要調(diào)節(jié)，如圖13所示。ParametersPulsetype:SamplebasedUsesimulationtineAmplitude:Period(numberofsamples):2.5e-4Pulsewidth(numberof£ajnple

21、s):50Phasedelay(numberofsamplest;IoSanpletime:(3) 10Interpretvectorparametersas1-D圖13PWM控制信號(hào)參數(shù)設(shè)置電感的值設(shè)置為0.84mH,如圖14所示。圖14電感值設(shè)置(4) 電阻值設(shè)置為10?,如圖15所示圖15電阻值設(shè)置(5)電容值設(shè)置為0.18mF,如圖16所示圖16電容值設(shè)置(6)示波器參數(shù)設(shè)置，如圖17(a)(b)所示。GeneralHistoryGraphicsAxesNumberofaxes:1口flowingscopeTimerange0J01Ticklabels;t)ottoniaxisonly

22、vSetnplingDecimationv1CancelHelpApply(a)(b)圖17示波器參數(shù)設(shè)置3.3仿真結(jié)果分析在PWM控制信號(hào)設(shè)置為不同的占空比時(shí)，輸出電壓的大小也不同，通過示波器我們可以觀察PWM波形Ug(a),電感電壓波形UL(b),VD兩端電壓波形Uvd(c),電感電流波形(d),輸出電壓Uo(e)電流I0(f)波形。改變占空比a,則輸出的波形也會(huì)改變，圖18為占空比為50%時(shí)的仿真結(jié)果。1.5,11111111105|-I,11IIrrrrp-I««i-irrrrrrrRe.-5-111vrrr9f*.ssagiai,i,i1!a1a1'nn&

23、#39;r"QU5*日-：-*-ja冒-ja*上-1日ii1iiiiIi0QIQ20.30.40.50.60.70.3031x10rimeoffset:0.2G3(a)ug仿真波形1001IIIIIIIIiia-BO-：.?“-：=60八二-?一，:，:，v40-JJJ-»»*.-£m-j-/j*1-p&ajjjjjja*-'811a-j-jj*C-81"=2QF-,r*B-一:rT-；Q00,10.20.30.40.50.60.70.80.91由im已ottsetC.54«10(b)Ul仿真波形QF!.、j3丫！，.

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25、0102Q3040.50.60.70.0031Fimeoffset:1.044(d)iL仿真波形'imeoffset0265x100°iiiiIIiiii80-abbE°an*-a«aa»-6Q.i.i.N吁一Ii.i.i.WW3TTLILtiHJJJ43JJJJJ1.*I.1.,S.LLB8JJJJ4J4J=r-fiT-rrrrrpr-!«|rrrrrrrrT-r,r-：="B4-im，A.*4',SO-""""''Z''1''r

26、.ii|i>"-"§.''.:曰'：”j'"QIIiIIII0OJ0.20.30.40.50.60.70.80,913'imeoftsetO.S10x10(e)Uo仿真波形15i1111111.:.:.:.:.:1.:.:.:5«lIII>»>>II，<；>auno：»>.qiiIiiii1i00.10.20.30.4050607O.B0.913'imeoffset：0.337旦1。(f)I。仿真波形圖18占空比為50%時(shí)仿真波形圖通過

27、實(shí)際仿真可知，選取幾個(gè)特定的占空比仿真，可得到輸出電壓的值及波形，可得如圖18所示的類似波形，占空比為a,根據(jù)理論計(jì)算公式也可計(jì)算出輸出電壓U。的理論值。當(dāng)a=5%,U°的仿真值為8.43V，理論計(jì)算值U。=150乂0.05=7.5V。當(dāng)a=15%,U0的仿真值為24.49V，理論計(jì)算值U0=150乂0.15=22.5V。當(dāng)a=25%,W的仿真值為38.6V，理論計(jì)算值U0=150乂0.25=37.5V。當(dāng)a=40%,U0的仿食值為59.12V，理論計(jì)算值U0=150乂0.4=60V。當(dāng)a=50%,U0的仿真值為74.13V，理論計(jì)算值U0=150乂0.5=75V。通過仿真可得，在當(dāng)

28、前設(shè)置的電阻電感電容值下，電感電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界占空比為a=33.3%,其波形圖如圖19所示。Timeoffset:0.577x10圖19臨界狀態(tài)下iL波形對比仿真結(jié)果可知，測量值與理論值存在一定的誤差，但誤差允許范圍內(nèi)，所以仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，即本系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。3.4結(jié)論綜上所述，本設(shè)計(jì)可結(jié)合典型降壓斬波電路，設(shè)計(jì)純電阻負(fù)載斬波電路。實(shí)際仿真結(jié)果表明，主電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路設(shè)計(jì)均滿足設(shè)計(jì)要求。即輸出負(fù)載功率為250W，占空比在5%50%之間，輸出電壓脈率小丁5%。心得體會(huì)電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是對電力電子技術(shù)的綜合運(yùn)用，在電力電子變換四大類型中,本次設(shè)計(jì)是直流-直流變換中

29、直接直流變換降壓斬波。在本次降壓斬波電路設(shè)計(jì)過程中，我認(rèn)識(shí)到任何一個(gè)完整的電力電子系統(tǒng)必須包含主電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路，檢測電路。通過對組電路的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定我更加熟練地掌握了降壓斬波電路的工作原理，通過對控電路的設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到，不同的類型的電力電子器件由丁內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，其工作原理也不同。保護(hù)電路是電力電子系統(tǒng)必不可少的部分。通過這次對降壓直流斬波電路的課程設(shè)計(jì)，鞏固了理論知識(shí)。在本次設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用到了兩款專業(yè)軟件AltiumDesigner和MATLAB,通過對個(gè)部分電路圖的繪制，進(jìn)一步掌握了運(yùn)用AltiumDesigner繪制原理圖的技巧。通過運(yùn)用MATLAB中Simulink

30、組件可以建立系統(tǒng)仿真模型對電路系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，用該軟件對該電路進(jìn)行分析，大大簡化了計(jì)算和繪圖步驟。但在實(shí)際運(yùn)用過程對其一些功能還是不很了解，因此在仿真過程中出現(xiàn)了一點(diǎn)小錯(cuò)誤，通過進(jìn)一步查閱資料解決了這一問題。同時(shí)本次課程設(shè)計(jì)是以組為單位，在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段共同收集資料，討論設(shè)計(jì)方案，提高了本次設(shè)計(jì)的效率，也提高了自身的團(tuán)隊(duì)合作能力。每一次課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫就是乂一次提高個(gè)人專業(yè)素養(yǎng)的過程?？傊敬握n程設(shè)計(jì)鞏固了理論知識(shí)，拓展了課外知識(shí)和提高個(gè)人專業(yè)素養(yǎng)。1 參考文獻(xiàn)王兆安、黃俊.電力電子技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008王維平.現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用.南京：東南大學(xué)出版社，1999葉斌.電力

31、電子應(yīng)用技術(shù)及裝置.北京：鐵道出版社，1999馬建國.孟憲元.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ).活華大學(xué)出版社,2004馬建國.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2004周克寧.電力電子技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004附錄一：總電路圖R4>.1V精品資料16+15V附錄二：SG3525的引腳圖及結(jié)構(gòu)方框圖1)SG3525的引腳如圖所示。(1) 反相輸入端(引腳1)：誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的增益標(biāo)稱值為80dB,其大小由反饋或輸出負(fù)載而定，輸出負(fù)載可以是純電阻，也可以是電阻性元件和電容元件的組合。該誤差放大器的共模輸入電壓范圍為1.55.2V。此端通常接到與電源輸出電壓相連接的

32、電阻分壓器上。負(fù)反饋控制時(shí)，將電源輸出電壓分壓后與基準(zhǔn)電壓相比較。(2) 同相輸入端(引腳2):此端通常接到基準(zhǔn)電壓引腳16的分壓電阻上，取得2.5V的基準(zhǔn)比較電壓與引腳1的取樣電壓相比較(3) 同步端(引腳3):為外同步用。需要多個(gè)芯片同步工作時(shí)，每個(gè)芯片有各自的振蕩頻率，可以分別與它們的引腳4相副腳3相連，這時(shí)所有芯片的工作頻率以最快的芯片工作頻率同步;也可以使單個(gè)芯片以外部時(shí)鐘頻率工作。wimatfvt土HIO*mwiia*"Sr*W9i>1Jl2*業(yè)寧He敏*5rMrr&wliB*q|i4jn_；圖1SG3525的引腳及結(jié)構(gòu)方框圖(4) 同步輸出端(引腳4):同

33、步脈沖輸出。作為多個(gè)芯片同步工作時(shí)使用。但幾個(gè)芯片的工作頻率不能相差太大，同步脈沖頻率應(yīng)比振蕩頻率低一些。如不需多個(gè)芯片同步工作時(shí)，引腳3相副腳4懸空。引腳4的輸出頻率為輸出脈沖頻率的2倍。輸出鋸齒波的電壓范圍為0.63.5V。(5) 振蕩電容端(引腳5):振蕩電容一端接至引腳5,另一端直接接至地端。其取值范圍為0.0010.1pF。正常工作時(shí)，在研兩端可以得到一個(gè)從0.63.5V變化的鋸齒波。振蕩電阻端(引腳6):振蕩電阻一端接至引腳6,另一端直接接至地端。RT的阻值決定了內(nèi)部包流值對研充電。其取值范圍為215Okn。RT和研越大，充電時(shí)間越長;反之,則充電時(shí)間短放電端（引腳7）:Ct的放電由5、7兩端的死區(qū)電阻決定。把充電和放電回路分開，有利丁通過死區(qū)電阻來調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間，使死區(qū)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍更寬，其取值范圍為0500no放電電阻RD和乙越大，放電時(shí)間越長；反之，則放電時(shí)間短。（8）軟起動(dòng)（引腳8）:比較器的反相端，即軟起動(dòng)器控制端（引腳8）