直流变换器课程设计.docx

目录

技术参数
设计要求
.电路基本概述
. 电力总体设计方案
.电力总体设计方案
电路的总设计思路

BUCK 主电路设计
Buck变换器主电路原理图
Buck变换器电路工作原理图
主电路保护(过电压保护)
Buck变换器工作模态分析
主电路参数分析
控制电路
控制带你撸设计方案选择
SG3525控制芯片介绍
SG3525各引脚具体功能
SG3525内部结构及工作特性
SG3525构成的控制电路单元电路图
驱动电路原理与设计
驱动电路方案设计与选择
驱动电路工作分析
附录
设计心得

技术参数:
输入直流电压 Vin=25V,输出电压 Vo=10V,输出电流 Io=,最大输出纹波电压 50mV,工作频率 f=30kHz。
设计要求:
设计主电路,建议主电路为:采用 BUCK 变换器,大电容滤波,主功率管用 MOSFET; (2) 选择主电路所有图列元件,并给出清单;
设计 MOSFET 驱动电路及控制电路;
绘制装置总体电路原理图,绘制: MOSFET 驱动电压、 BUCK 电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形(波形汇总绘制,注意对应关系);
编制设计说明书、设计小结。

直流斩波电路(DC Chopper)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,也称为直接直流-直流变换器(DC/DC Converter)。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况,输入与输出不之间不隔离。直流斩波电路的种类较多,包括 6 种基本斩波电路: 降压斩波电路,升压斩波电路,升降压斩波电路,Cuk 斩波电路,Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路。Buck 电路作为一种最基本的 DC/ DC 拓扑,结构比较简单,输出电压小于输入电压,广泛用于各种电源产品中。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同,斩波电路可以分为脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方式,Buck 电路的研究对电子产品的发展有着重要的意义。 MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于 GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过 10kW 的电力电子装置。功率 MOSFET 的种类:按导电沟道可分为 P 沟道和 N 沟道。按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于 N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率 MOSFET 主要是 N 沟道增强型。

电路的总设计思路
Buck 变换器电路可分为三个部分电路块。分别为主电路模块,控制电路模块和驱动电路模块。主电路模块, 由 MOSFET 的开通与关断的时间占空比来决定输出电压 u。的大小。控制电路模块,可用 SG3525 来控制 MOSFET 的开通与关断。驱动电路模块,用来驱动 MOSFET。
电路设计总框图
电力电子器件在实际应用中,一般是有控制电路,驱动电路,保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。有信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号,通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断,来完成整个系统的功能。因此,一个完整的降压斩波电路也应该包括主电路,控制电路,驱动电路和保护电路致谢环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路, 设计出降压斩波电路的结构框图如下图所示。

第四章 BUCK 主电路设计
Buck 变换器主电路原理图
降压斩波电路的原理图以及工作波形如图 所示。该电路使用一个全控型器件 V,图中为 MOSFET。为在 MOSFET 关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管 VD。斩波电路主要用于电子路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。

Buck 变换器电路工作原理图
直流降压斩波电路使用一个全控型的电压驱动器件 MOSFET,用控制电路和驱动电路来控制 MOSFET 的导通或关断。当 t=0 时 MOSFET 管被激励导通,电源 U 向负载供电,负载电压为 Uo=U,负载电流 io 按指数曲线上升;当 t=t1 时控制 MOSFET 关断负载电流经二极管 VD 续流负载电压 Uo 近似为零,负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串联的