电力电子技术课程设计--用MOSFET晶体管设计升压斩波电路.doc

电力电子技术课程设计 院系：自动化系 班级： xxx 姓名：xxx 学号： xxxxxx 指导教师：xxx 目录 第一章 MOSFE升压斩波电路设计供电方案的选定 2 1.1系统框图： 2 1.2给定指标 2 1.3设计任务说明书要求 3 1.4具体的供电方案 3 第二章 MOSFET升压斩波电路主电路设计 4 2.1主电路原理图： 4 2.2 变压器二次侧电压的计算 5 2.3变压器一、二侧电流的计算 5 2.4变压器容量的计算 6 2.5变压器型号的选择 6 第三章 MOSFET升压斩波电路元件的选择 6 3.1. 整流元件中电压、电流最大值的计算 6 3.2 整流元件型号的选择 6 第四章 保护元件的选择 7 4.1 变压器二次侧熔断器的选择 7 4.2 晶闸管MOSFET保护电路选择 7 4.3 保护电路原理图及其工作原理 8 第五章 MOSFET升压斩波电路的相控触发电路 9 5.1 相控触发电路原理图 9 5.2 相控触发芯片的选择 9 5.3 相控触发电路的工作原理 9 第六章 MOSFET升压斩波电路设计 总设计结果 10 6.1 总电路原理图 10 6.2 总电路工作原理 10 6.3 绘制输出Ud，Id波形图 11 任务：用MOSFET晶体管设计升压斩波电路（纯阻性负载）。 本文设计的是一个可调的直流升压斩波电源，利用MOSFET升压直流斩波电路原理。所谓直流斩波电路的功能就是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流升压斩波电路实际上采用的就是PWM技术。PMW控制方式是目前采用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。随着电子技术的发展，近年来已发展各种集成控制芯片，这种芯片只需要外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点。直流斩波电路的控制电路一专用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波。 MOSFET工作原理 当漏极接电源正极，源极接电源负极，栅极之间电压为零或负时，P型区和N-型漂移区之间的PN结反向，漏极之间无电流流过。如果在栅极和源极加正向电压UGS，由于栅极是绝缘的，不会有栅流。但栅极的正电压所形成电场的感应作用却会将其下面P型区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P型区表面。当UGS大于某一电压值UT时，栅极下面P型区表面的电子浓度将超过空穴浓度，形成N型半导体，沟通了漏极和源极，形成漏极电流ID.电压UT称为开启电压，UGS超过UT越多，导电能力越强，漏极电流ID越大。 第一章 MOSFE升压斩波电路设计供电方案的选定 1.1系统框图： 1.2给定指标 1.输入直流电压：Ud=50V 2.输出功率：300W 3.开关频率：5KHz 4.占空比：10% ~50% 5.输出电压脉率：小于10% 1.3设计任务说明书要求 1.供电电路的选择 2.整流电路的选择 3.所有电力电子器件的选择 4.保护电路的设计 5.触发电路的设计 6.画出完整的主电路原理图和控制电路的原理图 1.4具体的供电方案 图1 直流斩波电路主电路的设计 第二章 MOSFET升压斩波电路主电路设计 2.1主电路原理图： 图2 2.2 变压器二次侧电压的计算 滤波后的直流输入电压Ud为：Ud=0.9Ud1=50v 整流电压平均值Ud1为：Ud1=0.9U2[(1+COSπ/2)/2] =56v 变压器二次侧电压U2为：U2=123V 晶闸管的触发角是π/2 2.3变压器一、二侧电流的计算 变压器一侧交流电压为220V 变压器的匝数比为：N1/N2=U1/U2=220/123=1.79 变压器二次侧电流I2为：由P=I22R，其中的P=300W，其中的纯电阻为200Ω.得：I2=1.732A 变压器一次侧电流I1为：由N1/N2=U1/U2=I2/I1得：I1=0.97A 2.4变压器容量的计算 变压器容量S为：S=U2I2=213V.A 2.5变压器型号的选择 根据计算结果，选择变匝数比为1.79、容量S为213V.A的变压器就可以满足电路的要求。 第三章 MOSFET升压斩波电