直流斩波电路的设计课程设计

1目录1选题背景1．1Buck电路的发展状况、基本原理及应用..............................................11．2基本设计任务..........................................................................................11.2.1基本要求....................................................................................11.2.2设计步骤......................................................................................11.2.3设计方法.......................................................................................22设计方案论证.....................................................................................................23各主要电路及部件工作原理.............................................................................23.1控制电路...................................................................................................23.1.1SG3525芯片介绍.......................................................................23.2驱动电路...................................................................................................63.3降压斩波主电路.........................................................................................4原理总图...............................................................................................................5元器件清单...........................................................................................................6设计结果与分析...................................................................................................7设计体会及今后的改进意见...............................................................................7.1体会..........................................................................................................错误!未定义书签。7.2本方案特点及存在的问题......................................................................错误!未定义书签。7.3改进意见..................................................................................................错误!未定义书签。参考文献................................................................................................................错误!未定义书签。2直流斩波电路的设计选题背景1.1Buck电路的发展状况、基本原理及应用。主要应用于低压大电流领域，其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。采用一般的二极管续流，其导通电阻较大，应用在大电流场合时，损耗很大。用导通电阻非常小的MOS管代替二极管，可以解决损耗问题，但同时对驱动电路提出了更高的要求。此外，对Buck电路应用同步整流技术，用MOS管代替二极管后，电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器，为实现双向DC／DC变换提供了可能。在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合，很有应用价值，如应用于混合动力电动汽车时，辅以三相可控全桥电路，可以实现蓄电池的充放电1.2基本设计任务1.2.1基本要求输入直流电压：Ud=15V输出直流电压：3—12V之间任意可调输出电压纹波：小于10%1.2.2设计步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑷进行调试与修改3⑸撰写课程设计说明书1.2.3设计方法⑴降压斩波电路的设计⑶直流供电电源⑷控制和驱动电路2电路设计2.1设计方案的论证1．熟悉实验装置的电路结构和主要元器件，检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确，检查输入保险丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。电路原理图见实验图2。斩波电路的直流输入电压ui由交流电经整流得到，如实验图2a所示。实验图2b和c分别为降压斩波主电路和升压斩波主电路。实验图2d为控制和驱动电路的原理图，控制电路以专用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波，其占空比受uco控制。3各主要电路及部件工作原理..3.1控制电路3.1.1SG3525芯片介绍SG3525的功能特点及软起动功能SG3525是定频PWM电路，采用16引脚标准DIP封装。其各引脚功能如图2(a)所示，内部框图如图2(b)所示。脚8为软起动端。SG3525的引脚4（b）内部框图1脚：误差放大器的反相输入端；2脚：误差放大器的同相输入端；3脚：同步信号输入端，同步脉冲的频率应比振荡器频率fS要低一些；4脚：振荡器输出；5脚：振荡器外接定时电阻RT端，RT值为2～150k6脚：振荡器外接电容CT端，振荡器频率fs＝1／CT（0.7RT+3R0）,R0为⑤脚与⑦脚之间跨接的电阻，用来调节死区时间，定时电容范围为0.001～0.1μF；7脚：振荡器放电端，用外接电阻来控制死区时间，电阻范围为0～500Ω；8脚：软启动端，外接软启动电容，该电容由内部Uref50μA恒5流源充电；9脚：误差放大器的输出端；10脚：PWM信号封锁端，当该脚为高电平时，输出驱动脉冲信号被封锁，该脚主要用于故障保护；11脚：A路驱动信号输出；12脚：接地；13脚：输出集电极电压；14脚：B路驱动信号输出；15脚：电源，其范围为8～35V16脚：内部＋5V基准电压.3.2驱动电路2.降压斩波主电路61)工作原理t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。72)数量关系3)负载电压平均值：ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比负载电流平均值：原理总图降压斩波主电路及控制电路5.元件清单元件名称数量(个)元件名称数量SG3525110K电位器1电阻1K2三极管8050/8550各1810K20.01μF15.1K2100μF11N41482光耦合器PC8171电感47mH1场效应管(RFU20)16.设计结果与分析降压斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图1中Em所示。为使io连续且脉动小，通常使L值较大97．设计的心得体会这一次的课程设计使我有了很多的心得体会，可以说这次直流斩波电路的性能研究的课程设计是在大家共同努力和在老师的精心指导下共同完成的。通过这次设计加深了我对这门课程的了解，也加深了对这门课程的设计。以前总是觉得理论结合不了实际，但通过这次设计使我认识到了理论结合实际的重要性。但由10于我知识的限制，设计还有很多不足之处，希望老师指出并教导。通过对电路图的研究，也增强了我们的思考能力。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。很感激学校给了我们这次动手实践的机会，让我们学生有了一个共同学习，增长见识，开拓视野的机会。也感谢陈老师对我们无私忘我的指导，我会以这次课程设计作为对自己的激励，继续学习。六．参考文献[1]梁延贵主编,现代集成电路实用手册可控硅触发电路分册,北京:科学技术文献出版社.2002.2[2]王兆安主编,电力电子技术.第四版.北京:机械工业出版社.2004.1[3]王云亮主编,电力电子技术.第一版.北京.电子工业出版社.2004.8