升压斩波电路设计.doc

安徽矿业职业技术学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 　 电力电子技术 题 目 升压斩波电源设计 专业班级 电气自动化 104 学生姓名 张文武 学号 105802010132 指导老师 审 批 任务书下达日期 2012 年 5 月 17 日 设 计 完成日期 2012 年 5 月 28 日 设计内容与设计要求 输入直流电源： 24V10% 直流输出电压： 320V 电压在电流额定值之内保持不变 直流输出电流额定值10A 一．设计内容 选择一个单片机构成一个系统 斩波电路的选择 IGBT电流、电压额定的选择 电力二极管，电抗器电感值的计算 保护电路的设计 触发电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 写出控制流程 列出主电路所用元器件的明细表 二．设计要求 给出整体设计框图，画出系统的完整的原理图(用protel99软件绘制)； 说明所选器件的型号，参数。 给出具体电路画出电路原理图； 引 言 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路 . 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。但以 IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题: （1）系统损耗的问； （2）栅极电阻； （3）驱动电路实现过流过压保护的问题。 第一章 逆变电源工作原理 1.1 DC/AC变换采用单相输出，全桥逆变形式，为减小逆变电源的体积，降低成本，输出使用工频LC滤波。由4个IRF740构成桥式逆变电路，IRF740最高耐压400V，电流10A，功耗125W，利用半桥驱动器IR2110提供驱动信号，其输入波形由SG3524提供，同理可调节该SG3524的输出驱动波形的D50％，保证逆变的驱动方波有共同的死区时间。 IR2110是IR公司生产的大功率MOSFET和IGBT专用驱动集成电路，可以实现对MOSFET和IGBT的最优驱动，兼有光耦隔离和电磁隔离的优点，同时还具有快速完整的保护功能，可以提高控制系统的可靠性，减少电路的复杂程度。是中小功率变换装置中驱动器件的首选。 LO（引脚1）:低端输出 COM（引脚2）:公共端 Vcc（引脚3）:低端固定电源电压 Nc（引脚4）: 空端 Vs（引脚5）:高端浮置电源偏移电压 VB (引脚6):高端浮置电源电压 HO（引脚7）:高端输出 Nc（引脚8）: 空端 VDD（引脚9）:逻辑电源电压 HIN（引脚10）: 逻辑高端输入 SD（引脚11）:关断 LIN（引脚12）:逻辑低端输入 Vss（引脚13）:逻辑电路地电位端，其值可以为0V Nc（引脚14）:空端 IR2110的内部结构和工作原理框图如图6所示。图中HIN和LIN为逆变桥中同一桥臂上下两个功率MOS的驱动脉冲信号输入端。SD为保护信号输入端，当该脚接高电平时，IR2110的输出信号全被封锁，其对应的输出端恒为低电平；而当该脚接低电平时，IR2110的输出信号跟随HIN和LIN而变化，在实际电路里，该端接用户的保护电路的输出。HO和LO是两路驱动信号输出端，驱动同一桥臂的MOSFET。 IR2110的自举电容选择不好，容易造成芯片损坏或不能正常工作。VB和VS之间的电容为自举电容。自举电容电压达到8.3V以上，才能够正常工作，要么采用小容量电容，以提高充电电压，要么直接在VB和VS之间提供10～20V的隔离电源，本电路采用了1μF的自举电容。 为了减少输出谐波，逆变器DC/AC部分一般都采用双极性调制，即逆变桥的对管是高频互补通