2021年直流变换器课程设计.docx

目录
第一章．设计概要
技术参数
设计要求
．电路基础概述
. 电力总体设计方案
.电力总体设计方案
电路总设计思绪

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各引脚具体功效
SG3525内部结构及工作特征
SG3525组成控制电路单元电路图
驱动电路原理和设计
驱动电路方案设计和选择
驱动电路工作分析
附录
设计心得
第一章．设计概要
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，提议主电路为：采取 BUCK 变换器，大电容 滤波，主功率管用 MOSFET； （2） 选择主电路全部图列元件，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 电路中各元件电压、电流和输出电压波形（波形 汇总绘制，注意对应关系）；
编制设计说明书、设计小结。
第二章．电路基础概述
直流斩波电路（DC Chopper）功效是将直流电变为另一固定电压或 可调 电压直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直 流斩波电路通常是指直接将直流电变为另一直流电情况，输入和输 出不之间不隔离。直流斩波电路种类较多，包含 6 种基础斩波电路： 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 电路作为一个最基础 DC/ DC 拓 扑，结构比较简单，输出电压小于输入电压，广泛用于多种电源产品 中。依据对输出电压平均值进行调制方法不一样，斩波电路能够分为 脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方法，Buck 电路研究 对电子产品发展有着关键意义。 MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要 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，通常只适适用于功率不超出 10kW 电力电子 装置。 功率 MOSFET 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 关键是 N 沟道增强型。

电路总设计思绪
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 开通和关断时间占空比来决定输出电压 u。 大小。 控制电路模块，可用 SG3525 来控制 MOSFET 开通和关断。 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，通常是有控制电路，驱动电路，保护电路和以 电力电子器件为关键主电路组成一个系统。有信息电子电路组成控制电路按 照系统工作要求形成控制信号，经过驱动电路去控制主电路中电力电子器件 导通或关断，来完成整个系统功效。所以，一个完整降压斩波电路也应该 包含主电路，控制电路，驱动电路和保护电路致谢步骤。 依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结构框图以下图所表示。

第四章 BUCK 主电路设计
Buck 变换器主电路原理图
降压斩波电路原理图和工作波形图 所表示。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。斩波电路关键用于电子路 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电压驱动器件 MOSFET，用控 制电路和驱动电路来控制 MOSFET 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