MOSFET升壓斬波電路主電路設(shè)計(jì)1

、九、▲

前百任務(wù)：用MOSFET晶體管設(shè)計(jì)升壓斬波電路(純阻性負(fù)載)。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)可調(diào)的直流升壓斬波電源，利用MOSFET升壓直流斬波電路原理。所謂直流斬波電路的功能就是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，也稱為直流-直流變換器(DC/DCConverter)。直流升壓斬波電路實(shí)際上采用的就是PWM技術(shù)。PMW控制方式是目前采用最廣泛的一種控制方式，它具有良好的調(diào)整特性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)已發(fā)展各種集成控制芯片，這種芯片只需要外接少量元器件就可以工作，這不但簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，還大幅度的減少元器件數(shù)量、連線和焊點(diǎn)。直流斬波電路的控制電路一專用PWM控制芯片SG3525為核心構(gòu)成，控制電路輸出占空比可調(diào)的矩形波。MOSFET工作原理當(dāng)漏極接電源正極，源極接電源負(fù)極，柵極之間電壓為零或負(fù)時(shí)，P型區(qū)和N-型漂移區(qū)之間的PN結(jié)反向，漏極之間無(wú)電流流過(guò)。如果在柵極和源極加正向電壓U，由于柵極是絕緣的，不會(huì)有柵流。但柵極的正電壓所形成電場(chǎng)的感應(yīng)作用卻會(huì)將其下面P型區(qū)中的少數(shù)載流子電子吸引到柵極下面的P型區(qū)表面。當(dāng)U大于某一電壓值U時(shí)，柵極下面P型區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度，形成SN型半導(dǎo)體，溝通了漏極和源極，形成漏極電流I.電壓U稱為開(kāi)啟電壓，U超過(guò)U越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，漏極電流I越大。DT GS第一章MOSFE升壓斬波電路設(shè)計(jì)供電方案的選定系統(tǒng)框圖：保護(hù)電路電源^=^變&I- 升壓斬波電路 濾觸發(fā)電路給定指標(biāo).輸入直流電壓：Ud=50V.輸出功率：300W.開(kāi)關(guān)頻率:5KHz.占空比：10%?50%.輸出電壓脈率：小于10%1.3設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)要求.供電電路的選擇.整流電路的選擇.所有電力電子器件的選擇.保護(hù)電路的設(shè)計(jì).觸發(fā)電路的設(shè)計(jì).畫(huà)出完整的主電路原理圖和控制電路的原理圖1.4具體的供電方案圖1直流斬波電路主電路的設(shè)計(jì)第二章MOSFET升壓斬波電路主電路設(shè)計(jì)主電路原理圖:變壓器二次側(cè)電壓的計(jì)算濾波后的直流輸入電壓Ud為：U「0.9U:50V整流電壓平均值Uq為：Udi=0.9Uj(1+C0Sn/2)/2]=56v變壓器二次側(cè)電壓U2為：UJ123V晶閘管的觸發(fā)角是n/2

變壓器一、二側(cè)電流的計(jì)算變壓器一側(cè)交流電壓為220V變壓器的匝數(shù)比為：N1/N2=U1/U2=220/123=1.79變壓器二次側(cè)電流I為：由P=I2R，其中的P=300W,其中的純電阻為200Q.得：IJ1.732A 2 2變壓器一次側(cè)電流'為：由N/NjU/UjI/L得：I1=0.97A變壓器容量的計(jì)算變壓器容量S為:S=U2I2=213V.A變壓器型號(hào)的選擇根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇變?cè)褦?shù)比為1.79、容量S為213V.A的變壓器就可以滿足電路的要求。第三章 MOSFET升壓斬波電路元件的選擇.整流元件中電壓、電流最大值的計(jì)算流過(guò)晶閘管的最大正向電壓UVTmax=0.5%6Udj19.80V1流過(guò)晶閘管的最大電流IVTmax=211Vjy1272Ij1.732

整流元件型號(hào)的選擇根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇最大電壓Uvtmax=19.80V、最大電流％max=1.73A的晶閘管就可以滿足電路的要求。第四章 保護(hù)元件的選擇變壓器二次側(cè)熔斷器的選擇變壓器二次側(cè)熔斷熔斷電流I=1.2I=2.078A，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇熔斷電流I熔=2.078A的熔斷器就可以滿足電路的2要求。晶閘管MOSFET保護(hù)電路選擇本設(shè)計(jì)中的保護(hù)電路選擇是緩沖電路，其作用是抑制電力電子器件的內(nèi)部因過(guò)電壓、d/dt或者過(guò)電流和di/dt,減少器件的開(kāi)關(guān)損耗。4.3保護(hù)電路原理圖及其工作原理圖3緩沖電路的原理圖當(dāng)電力電子器件的內(nèi)部出現(xiàn)過(guò)電壓、過(guò)電流時(shí)。緩沖電路會(huì)吸收多余的電能，也就是無(wú)功功率，減少器件的開(kāi)通損耗，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。

第五章MOSFET升壓斬波電路的相控觸發(fā)電路相控觸發(fā)電路原理圖圖4常見(jiàn)晶閘管觸發(fā)電路相控觸發(fā)芯片的選擇主要有3個(gè)二極管組成，4個(gè)電阻，2個(gè)NPN型晶閘管，一個(gè)脈沖變壓器TM。5.3相控觸發(fā)電路的工作原理5.3相控觸發(fā)電路的工作原理VI、V2構(gòu)成脈沖放大環(huán)節(jié)，脈沖變壓器TM和附屬電路構(gòu)成脈沖輸出環(huán)節(jié)；VI、V2導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)脈沖變壓器向晶閘管的門(mén)極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖；VD1和R3是為了V1、V2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂習(xí)r脈沖變壓器TM釋放其儲(chǔ)存能力而設(shè)。第六章 MOSFET升壓斬波電路設(shè)計(jì)總設(shè)計(jì)結(jié)果6.1 總電路原理圖6.2總電路工作原理6.2總電路工作原理接入220V交流電，經(jīng)過(guò)變壓器、整流電路、濾波電路，最后使得輸入升壓斬波電路的直流電壓為50V。在經(jīng)過(guò)啟動(dòng)觸發(fā)電路，當(dāng)斬波開(kāi)關(guān)V導(dǎo)通期間，二極管VD被反偏置，它將輸入電源與輸出極隔離，這時(shí)電源向電感中儲(chǔ)能，負(fù)載由電容C供電。當(dāng)斬波開(kāi)關(guān)V關(guān)斷時(shí)，電感釋放能量，與輸入電壓一起作用，迫使二極管導(dǎo)通并向負(fù)載供電。這種電路的輸出電壓永遠(yuǎn)高于輸入電壓。6.3 繪制輸出Ud，Id波形圖1010總結(jié)在這次的電力電子課程設(shè)計(jì)中，我遇見(jiàn)了各種各樣的困難。通過(guò)查閱資料，向老師和同學(xué)請(qǐng)教才解決了部分的問(wèn)題。這讓我了解到了自己在這門(mén)課程上的不足之處和薄弱環(huán)節(jié)。另外課本知識(shí)和實(shí)踐設(shè)計(jì)還是有很大的差別，這更加讓我理解了真理出自實(shí)踐這句名言的可貴之處。以后我會(huì)更加注重將理論知識(shí)活運(yùn)用于實(shí)踐，為自己的專業(yè)甚至就業(yè)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。感謝在這次課程設(shè)計(jì)中，幫助我的同學(xué)和老師們。參考文獻(xiàn)[1]陳治明，電力電子器件基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[2]康華光，陳大欽，電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版），北京；高等教育出版社，1998[3]王兆安，楊君，諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998[4]陳汝全，電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版設(shè)，199811目錄第一章MOSFE升壓斬波電路設(shè)計(jì)供電方案的選定 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。系統(tǒng)框圖： 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。給定指標(biāo) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)要求 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。具體的供電方案 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第二章MOSFET升壓斬波電路主電路設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。主電路原理圖： 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。變壓器二次側(cè)電壓的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。變壓器一、二側(cè)電流的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。變壓器容量的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。變壓器型號(hào)的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第三章MOSFET升壓斬波電路元件的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。.整流元件中電壓、電流最大值的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。整流元件型號(hào)的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第四章 保護(hù)元件的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。變壓器二次側(cè)熔斷器的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。晶閘管MOSFET保護(hù)電路選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。保護(hù)電路原理圖及其工作原理 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第五章 MOSFET升壓斬波電路的相控觸發(fā)電路 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。相控觸發(fā)電路原理圖 錯(cuò)誤!未