基于SG3525-的BOOST变换器设计

《电力电子技术设计实践与探究》指导书项目名称基于SG3525的BOOST变换器设计一、目的1．熟悉BOOST变换电路工作原理，探究PID闭环调压系统设计方法。2．熟悉专用PWM控制芯片工作原理，3．探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律，并分析系统稳定性。二、内容设计基于SG3525的BOOST变换器，指标参数如下：输入电压：9V～15V；输出电压：24V，纹波1%；输出功率：50W开关频率：40kHz具有过流、短路保护和过压保护功能，并设计报警电路。具有软启动功能。进行Boost变换电路的设计、仿真（选择项）与电路调试三、实验仪器、设备1．示波器、计算机、2．稳压电源3．电烙铁四、实验原理四、方案设计1．变换器主电路设计BOOST变换电路如图1所示，设MOSFET管的导通占空比为D，则变换器输出电压与输入电压关系为：UO=U/(1-D)图1BOOST主电路1.1电感设计：工作在CCM状态，则占空比：最大临界电流当D=0.5时为最大1.2电容选取1.3MOSFET管的选取MOSFET承受的最大电压等于输出电压，取2倍的安全裕量，则管子的耐压为：50V。最大电流：1.4二极管的选取电压、电流参数通MOSFET，且选快恢复二极管。max0min010110.84830110.37548SSVDVVDVmax50/481.1AoBIWVmaxminmax0.5,248688SSOBSSSOBVTIDVVLVTLHI此时＝0.012,40z,=63.66Hz1C==54.3F268VOcscOscVffkHfVffR由输出电压纹波1%得：耐压为即可，高频电解电容。max0.52.285SSODVTIIALA考虑安全裕量，取以上的管子。2.控制电路设计2.1PWM控制器SG3525外围电路设计SG3525内部原理框图如图2所示，外围电路如图3所示。SG3525使用说明书参见附件。图2SG3525内部原理图3外围电路2.2PID闭环电路设计为了使电路具有较好的动态和稳态性能，通过在SG3525的1、2、9管脚加入相应的PI调节环节，以使输出电压保持恒定值，原理图如下所示：500300kR1R2C1129R3图4典型PI调节电路选取系统的PID调节参数分别为：R1=2K，R2=300K，C1=10nF，R3=100。-5VT1T268uH图5系统原理图3.MOSFET管的驱动电路设计如图5所示，MOS管驱动电路由T1和图组成推挽电路，开通时提供+15V电压信号，关断时提供-5V电压信号。五、实验步骤1．设计主电路和控制电路总体方案和原理图。2．运用MATLAB或SABER仿真软件验证设计电路的正确性和和性能，判断系统的稳态特性和动态特性是否满足要求。3．在多功能印制板上搭建所设计的电路，进行调试实验，进一步验证。六、实验报告要求1．详细原理设计报告。2．详细仿真实验验证报告（选择项）。3．详细系统调试报告。七、实验注意事项1．注意MOSFET的保护，防止短路或过压故障。2．注意示波器探头共地问题，及用电安全问题。西北工业大学《电力电子技术综合设计实践与探究》实验报告学院：学号：姓名：专业：时间：地点：指导教师：一、目的及要求二、设备（环境）及要求三、内容与步骤四、结果与数据处理五、分析与讨论六、教师评语签名：日期：成绩不够可增加页数。附件1三极管9013引脚图，封装外形㈠三极管9013引脚图㈡三极管9013参数最大耗散功率(PCM)：0.625W最大集电极电流(ICM)：0.5A集电极-发射极击穿电压(VCEO)：25V集电极-基极击穿电压(VCBO)：45V发射极-基极击穿电压(VEBO)：5V集电极-发射极饱和压降(VCE)：0.6V特怔频率(fr)：150MHZ放大倍数：D64-91E78-112F96-135G122-166H144-220I190-300附件2三极管9014引脚图，封装外形9014是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是npn型小功率三极管，下面介绍9014的引脚图参数等资料，希望大家记住。c90149014三极管（TO-92封装）管脚图１、发射极２、基极３、集电极9014三极管参数集电极最大耗散功率PCM＝0.4W（Tamb=25℃）集电极最大允许电流ICM=0.1A集电极基极击穿电压BVCBO=50V集电极发射极击穿电压BVCEO=45V发射极基极击穿电压BVEBO=5V集电极发射极饱和压降VCE(sat)=0.3V(IC=100mA;IB=5mA)基极发射极饱和压降VBE(sat)=1V(IC=100mA;IB=5mA)特征频率fT=150MHzHFE：A=60~150;B=100~300;C=200~600;D=400~1000