igbt升压斩波电路设计

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1、电力电子技术课程设计说明书IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：吕小洋指导教师：王翠职称博士专业：自动化班级：自本1003班完成时间：2013年5月19日摘要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

2、器件，采用专用PWM控制集成电路SG3525进行驱动，并利用MATLAB的PowerSystem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。关键词直流变直流；升压斩波电路；IGBT；SG3525I目录1设计任务与功能要求…………………………………………………………11.1设计总体要求……………………………………………………………11.2设计课题任务及要求……………………………………………………11.3设计方案与总体框图……………………………………………………12主电路设计………………………………………………

3、……………………22.1工作原理………………………………………………………………22.2参数的计算……………………………………………………………43控制和驱动电路的设计………………………………………………………63.1控制电路设计…………………………………………………………63.2驱动电路设计…………………………………………………………73.3保护电路设计…………………………………………………………83.4总电路…………………………………………………………………94系统仿真与分析……………………………………………………………10

4、4.1仿真软件Matlab简介………………………………………………104.2仿真模型的建立………………………………………………………104.3系统仿真结果及分析…………………………………………………12结束语……………………………………………………………………………13致谢……………………………………………………………………………14参考文献…………………………………………………………………………15I1设计任务与功能要求1.1设计总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。（2）掌握基本电路

5、的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。（5）广泛收集相关技术资料。（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。1.2设计课题任务及要求设计一个IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载），要求：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.

6、3设计方案与总体框图斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。其中，主电路模块主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩波电路组成，其中主要由全控器件IGBT的开通与关断的时间占空比来决定输出电压Uo的大小。控制与驱动电路模块：用直接产生PWM的专用芯片SG3525产生PWM信号送给驱动电路，经驱动电路来控制IGBT的开通与关断。电路模块：驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端和公共端之间，用来驱动IGBT的开通与关断。驱动电路模块：控制电路中的保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象

7、损害电路设备。15系统总体流程图如图1所示。图1系统总体流程图1主电路设计直流输出电压的平均值高于输入电压的变换电路称为升压斩波电路，又叫Boost变换器，其原理图及工作波形如图2所示图2升压斩波电路原理及其工作波形图11.1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

8、电路中电感L值很大，电容C值也很大。当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为15I1，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