igbt升压斩波电路设计(纯电阻负载)

《igbt升压斩波电路设计(纯电阻负载)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中南大学电力电子课程设计课题名称：IGBT升压斩波电路设计(纯电阻负载)学院：信息科学与工程学院班级：电气1103姓名：卞昌浩学号：0909111401目录前言31、主电路的设计41.1工作原理41.2参数的计算52控制电路设计82.1 控制电路方案选择82.2 SG3525的工作原理92.3 驱动电路设计92.4 保护电路设计102.4.1斩波器的散热设计：102.4.2过电流保护电路：112.4.3IGBT的保护设计：113 系统仿真与分析133.1 仿真软件Matlab简介133.2 仿真模型的建立143.3 系统仿真结

2、果及分析14参考文献16前言直流变直流是电力电子技术中变流技术的重要部分，广泛应用于电子领域。直流-直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路也称斩波电路，它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。本课程设计就是其中的一种斩波电路，即升压斩波电路。 本课程设计采用IGBT全控型器件，采用专用PWM控制集成电路SG3525进行驱动，并利用MATLAB的Power System工具箱进行主电路的仿真实验，满足了设计要求，是一次比较成功的设计

3、。  关键词:  直流变直流；升压斩波电路；IGBT；SG35251、主电路的设计 升压斩波电路工作原理图及其波形图1所示图1  升压斩波电路工作原理图及其波形图1.1工作原理 在电路中V导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当V关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断V导通时电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。 分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当可控开关V处于

4、通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电。因C值很大，基本保持输出电压uo为恒值，记为Uo。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为EIlton。当V处于断态时E和L共同向电容C充电，并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为toff,则在此期间电感L释放的能量为(Uo-E) Iltoff。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即 化简得式中，T/toff≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。又称boost变换器（Boost Co

5、nverter）。式（2）中T/toff表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压U0的大小。将升压比的倒数记作β，即β=toff/T。则β和占空比α有如下关系α+β=1因此，式（2）可表示为：升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因:一是电感L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压保持住。在以上分析中，认为V处于通态期间因电容C的作用使得输出电压Uo不变，但实际上C值不可能为无穷大，在此阶段其向负载放电，Uo必然会有所下降，故实际输出电压会略低于式（4）所得结果。不过，在电容C值足够大时，误差很

6、小，基本可以忽略。 如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即  EIl=UoIo (5) 该式表明，升压斩波电路可看成是直流变压器。1.2参数的计算 根据设计要求，我选择选大小为50V的直流电压源，选取升压斩波电路的占空比为%10~90%。因此，输出电压55.56V~500V。又因为要求输出功率1000W，可计算出负载电阻3.1Ω~250Ω。在控制开关开通期间ton，电流从电源正极流出，经过电感从开关流回电源负极。电容C向R供电，输出电压Uo上正下负。电源电压Ui全部加到电感两端uL=Ui，在该电压作用下，电

7、感电流iL线性增长。在导通之间内，电感电流增量为：在控制开关关断期间toff，iL经二极管流出，电感电压极性将变成左负右正，认为电感很大，iL不变。这样，电源和电感同时给电容C和负载R供电，负载两端电压仍是上正下负。电感电压，电感电流iL线性减小。在关断时间toff内，电感电流减小量的绝对值为：当电路工作在稳态时，电感电流iL波形必然周期性重复，开关导通期间电感电流iL的增量等于开关断开时电感电流iL的减少量，即联立（1）（2）式可得输出电压由上式可知，是一个小于1的数，故输出电压比输入电压大。 从能量守恒角度分析（假设电感足

8、够大，电流平直），电路达到稳态时，电感在开关开通期间吸收的能量（UiIton）与开关关断期间释放的能量（(Ui-Uo)Itoff）相等。列出等式：解得下面确定电流连续的临界条件： 如果在T时刻电感电流iL刚好降到0。则为电流连续与断续的临界工作状态。此时，升压斩波电路的输入输