电气0984李东03课设文档

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1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：直流斩波电路分析专业班级：电气0984学生姓名：李东学号：03指导老师：李祥来审批：任务书下达日期2012年6月4日设计完成日期2012年6月15日目录1.设计内容与设计要求。12.引言。23.摘要。34.直流Boost斩波主电路工作原理。45.IGBT驱动电路分析设计。56.利用SG3525设计一种可靠的IGBT驱动方案。77进行电路试验调试，验证试验结果。98.总原理图。146.总结与体会。167.试验进度与参考文献。178．课程设计成绩评分表。18设计内容与设计要求一．设计内容：1、分析二种直流斩

2、波电路（buck、boost）的工作原理；2、采用SG3525设计斩波电路的驱动电路。3、提供计算基本参数的参考公式；二．设计要求：1．设计思路清晰，给出整体设计框图；2．给出具体设计思路和电路；3．分析各电路的原理，并进行相应的仿真；4．写出设计报告；5.可提供实验与仿真条件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

3、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。摘要本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boostchopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图。通过设置参数分析输出

4、与电路参数和控制量的关系。第二部分是电路板，它可以通过Protel设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图。它是本设计从理论到实际制作的必进途

5、径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。直流Boost斩波电路的设计1：主电路工作原理:假设L值、C值很大，V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()offotIEU1-V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（1-1）化简得：（1-2），输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。——升压比，调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作β，即

6、,则β和导通占空比，有如下关系：（1-3）因此，式（1-2）可表示为（1-4）升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：①L储能之后具有使电压泵升的作用②电容C可将输出电压保持住2.IGBT驱动电路选择IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。门极电路的正偏压uGS、负偏压-uGS和门极电阻RG的大小，对IGBT的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力及du/dt电流等参数有不同程度的影响。其中门极正电压uGS的变化对IGBT的开通特性，负载短路能力和duGS/dt电流有较大的影响，而门极负偏压对关断特性的影响较大。同时，门极电路设计中也必须

7、注意开通特性，负载短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。根据上述分析，对IGBT驱动电路提出以下要求和条件：(1)由于是容性输出输出阻抗；因此IBGT对门极电荷集聚很敏感，驱动电路必须可靠，要保证有一条低阻抗的放电回路。(2)用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门及控制电压uGS有足够陡峭的前、后沿，使IGBT的开关损耗尽量小。另外，IGBT开通后，门极驱动源应提供足够的功率，使IGBT不至退出饱和而损坏。(3)门极电路中的正偏压应为+12～+15V；负偏压应为-2V～-10V。(4)IGBT驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响，RG

8、较大，有利于抑制IGBT的电流上升率及电压上升率，但会增加IGBT