升压降压升降压斩波电路课程设计.doc

题目：MOSFET升降压斩波电路设计 课程设计的目的 电力电子技术的课程设计是《电力电子技术》课程的一个重要的实践教学环节。它与理论教学和实践教学相配合，可使我们在理论联系实际，综合分析，理论计算，归纳整理和实验研究方面得到综合训练和提高，从而培养学生独立解决实际问题的能力。 加深理解电力电子技术的课程内容，建立正确的设计思想，熟悉工程设计的顺序和方法，提高正确使用技术资料，标准，手册等的独立工作能力。 为后续课程的学习打下坚实的基础。 二．设计的技术数据及要求 1、交流电源：单相220V； 2、前级整流输出输电压： Ud=50V～80V； 3、输出功率：300W； 4、开关频率5KHz； 5、占空比10%~90%； 6、输出电压脉率：小于10%。 三、设计内容及要求 一．方案的论证及方案的选择； 方案一： 升降压斩波电路图原理图： 升降压斩波电路的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压值，这种电源具有一个相对于输入电压公共端为负极性的输出电压。升降压电路可以灵活的改变电压的高低，还可以改变电压的极性，因此常用于电池供电设备中产生负电源的设备和各种开关稳压器。其原理图即为降压与升压斩波电路串联而成的。 一．MOSFET降压斩波电路图如下： 图中L、R?为负载电机的等效电路，负载电压的平均值为 ?，因此称为降压斩波电路。若负 载中L?值较少，或ton?较小，或E?较小，则在可控器件V?关断后，到了t2?时刻，负载电流已衰减至零会出现负载电流断续的情况。下图中表明了电流连续和断续时的波形情况。? 二．MOSFET降压斩波电路图如下： 假设L值、C值很大 MOSFET导通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton MOSFET关断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为?? 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等 ?????????????????????????（3-20） 化简得： ?????????????????????????（3-21） ?，输出电压高于 HYPERLINK /wenku/rd/dianyuan/ \t _blank 电源电压，故称升压斩波电路。 三．将升压斩波和降压斩波电路串联接成升降压斩波电路 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路、保护电路及以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电路电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。? 根据MOSFET升降压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动控制电路。其结构框图如下 整流电路设计 整流电路尤其是单相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用最为广泛的电路。不仅应用于工业，也广泛应用于交通运输，电力系统，通信系统，能源系统等其他领域。本实验装置采用单相桥式全控整流电路（所接负载为纯电阻负载）。 单相桥式整流电路 单相桥式整流电路 在单项桥式全控整流电路中，晶闸管 VT1 和 VT4 组成一对桥臂，VT2 和 VT3 组 成另一对桥臂。在 u2 正半周（即 a 点电位高于 b 点电位） ，若 4 个晶闸管均不导 通，负载电流 id 为零，ud 也为零，VT1、VT4 串联承受电压 u2，设 VT1 和 VT4 的漏电 阻相等，则各承受 u2 的一半。若在触发角α处给 VT1 和 VT4 加触发脉冲，VT1、 VT4 即导通，电流从 a 端经 VT1、R、VT4 流回电源 b 端。当 u2 为零时，流经晶闸管 的电流也降到零，VT1 和 VT4 关断。 在 u2 负半周，仍在触发延迟角α处触发 VT2 和 VT3（VT2 和 VT3 的α=0 处为ω t=π） ，VT2 和 VT3 导通，电流从电源的 b 端流出，经 VT3、R、VT2 流回电源 a 端。 到 u2 过零时，电流又降为零，VT2 和 VT3 关断。此后又是 VT1 和 VT4 导通。如此循环工作下去。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为U2和U2。 整流电压平均值为： 向负载输出的直流电流平均值为： 流过晶闸管的电流平均值为： 题目中要求前级整流输出电压限制在50V~100V之间，输入电压U1为220V，则输入电压U2最大为 ，变压器匝数比N1:N2= 整流电路波形图 控制驱动电路的设计 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，