电力电子课设(参考版).docx

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1、一总体方案设计级总体框图1、1总体方案设计根据任务湖中的，本次设计的是dcdc降压变换器。DC-DC变换器有两类：一类由两级电路组成DC-AC-DC变换，第一级为逆变，实现DC-AC变换，第二级为整流，实现AC-DC变换。另一类变换器由晶体管和二极管开关组合成PWM开关，将输入直流电压斩波后，再经滤波后输出。由于第一类比较复杂，方针起来比较麻烦。第二类简单方便，比较贴合课本中的知识。第二类dcdc降压电路有以下几种：BUCK PWM变换器在CCM下的工作原理 （如图2-2）：一个开关周期内，开关晶体管的开，关过程将直流输入电压斩波，形成脉宽为onT的方波脉冲（onT为开关管导通时间）。当开关晶

2、体管导通时，二极管关断，输入端直流电流电源Vi将功率传送到负载，并使用电感储能（电感电流上升）：当开关晶体管关断时，二极管导通，续流，电感储能向负载释放（电感电流下降）。一个开关周期内，电感电流的平均值等于负载电流OI（忽略滤波电容C的ESR）。根据原理和电路拓扑可以推导出工作在CCM下的DC-DC PWM变换器的输出-输入电压变换比: DViVo=                                （2-1） 占空比D总是小于1的，所以BUCK变换器是一种降压变换器。升降压型BUCK-BOOST技术    图2-4 升降压反极性（BUCK-BOOST）变换器电路拓扑 如图2-4所

3、示，极性反转型（BUCK-BOOST）变换器主电路如用元器件与BUCK，BOOST变换器相同，由开关管，储能电感，整流二极管及滤波电容等元器件组成。这种电路具有BUCK变换器降压和BOOST变换器升压的双重作用。升压还是降压取决与PWM驱动脉冲的占空比D。虽然输入与输出共用一个连接端，但输出电压的极性与输入电压是相反的，故称为降压反极性变换器。，根据我们的设计要求，是要求把12-18V的直流电压转换到5V的直流电压，那么分析后可得降压型BUCK转换技术最适合这次设计。1、1总体框图设计二转换器工作原理级器件选型2.1转换器工作原理整个系统由输入端和反馈端两个硬件平台共同构成，在输入端和反馈端之

4、间，电信号经由电流控制模块进行分析处理，从而电信号的改变和稳定。在输入端和反馈端都有一系列的外围协助电路，以便保障整个DC-DC转换系统的稳定准确有效的运行。 3.1.2 系统工作过程 整个系统的工作过程是：输入一个30~60V的直流电压，经过滤波和稳压后供给电流控制芯片，经作用后会通过一个MOS管输出一个电压，经滤波处理后又反馈给电流控制芯片，同时从输出端反馈回一个电流，通过电流控制芯片对反馈信号的作用，判断输出电压是否满足设计要求，通过电流控制芯片自身的作用及时的调节信号使得输出稳定有效。最终实现设计要求得到一个改变的，稳定的电信号。  13  宽。同相输入在内部偏置于2.5v而不经管脚引

5、出。误差放大器输出（管脚1）用于外部回路补偿。输出电压因两个二极管压降而失调。并在连接至电流取样比较器的反相输入之前被三分。这将在管脚1处于其最低状态时（OlV），保证在输出（管脚6）不出现驱动脉冲，这发生在电源正在工作并且负载被取消时，或者软启动过程的开始。最小误差放大器反馈电阻受限于放大器的拉电流（0.5MA）和到达比较的1.0V箝位电平所需的输出电压（OHV）：              W»+=88005.04.13minmAVVRf                         （3-1） 电流取样比较器和脉宽调制锁存器：输出开关的导通由振荡器起始，当峰值电感电流到达误差放大器输出

6、/补偿（管脚1）建立的门限电平时中止。这样在逐周基础上误差信号控制峰值电感电流所用的电流取样比较器脉宽调制锁存配置确保在任何给定的振荡器周期内，仅有一个单脉冲出现在输出端。电感电流通过插入一个与输出开关Q1的源极串联的，以地为参考取样电阻sR转换成电压。此电流取样输入（管脚3）监视与来自误差放大器的输出电平相比较。在正常的工作条件下，峰值电感电流由管脚1上的电压控制。 欠压锁定：采用了两个欠压锁定比较器来保证在输出级被驱动之前，集成电路已完全可用。正电源端（ccV）和参考输出（refV）各自由分离的比较器监视，每个都具有内部的滞后，以防止通过它们各自的门限时产生错误输出动作。 输出：这些器件有

7、一个单图腾柱输出级，是专门设计用来直接驱动功率MOSFET的，在1.0nF负载时，它能提供达+/-1.0A的峰值驱动电流和典型值为50ns的上升，下降时间。还附加了一个内部电路，使得任何时候只要欠压锁定有效，输出就进入灌模式，这个特性使外部的下拉电阻不再需要。 参考电压：5.0V带隙参考电压在jT=25C时调整误差至+/-2.0%,它首要的目的是为振荡器定式电容提供充电电流。参考部分具有短路保护功