直流變換器,boost直流變換器設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原理:

Buck電路即降壓斬波電路，屬直流斬波電路的“種，和升壓斬波電路構(gòu)成直流斬波電路最基本的兩種電路。直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱?固定電壓或可調(diào)電壓的直流電，也稱為直接直流一直流變換器。降壓斬波電路的典型用途之一是拖動(dòng) 直流電動(dòng)機(jī)，也可帶器電池負(fù)載。

整流電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用橋式電路整流:由四個(gè)二極管組成個(gè) 全橋整流電路。對(duì)整出來的電壓進(jìn)行傅里葉變換得 ?由整流電路出來的電壓含有較人的波紋，

電壓質(zhì)量不太好，故需要進(jìn)行濾波。本電路采用RC濾波器。因?yàn)?a href="http://ttokpm.com/tags/電容濾波/" target="_blank">電容濾波的點(diǎn)流輸出電壓UO與變壓器副邊電壓U2的比值比較人，而且適用在小電流、整流管的沖擊電流比較人的電路中。因此本電路選用的電容濾波。因?yàn)楸倦娐芬笥蟹€(wěn)定得輸出，因此還需要用到穩(wěn)壓二:極管進(jìn)行穩(wěn)壓。

驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

有脈沖變壓器組成的柵極驅(qū)動(dòng)電路。其I.作原理為正向驅(qū)動(dòng)信號(hào)使VI1導(dǎo)通，電源電壓作用于脈沖變壓器次側(cè)，_次 電壓經(jīng)二極管VD2、VD3和門集電阻 作用于IGBT,使ICBT導(dǎo)通。晶體管VT2猶豫基極反向偏置而截全。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為零的時(shí)候，VI1截i止:，- -次勵(lì)磁電流經(jīng)VD1和VS迅速衰減，使在脈沖間隙期間脈沖變壓器的磁通回零。變樂器I二次側(cè)的反向電壓經(jīng)R2加到.二極管VD2.上。IGBT門極結(jié)電容上的電荷經(jīng)Rg和VT2放掉，R2為T2的偏流電阻。

此電路的優(yōu)點(diǎn):這種電路不用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脈沖變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓幅值不變，可用于各種容量的IGBT的驅(qū)動(dòng)。

此電路的缺點(diǎn):截止時(shí)沒有門極的反向電壓，抗干擾能力不強(qiáng)。這種電路適用于驅(qū)動(dòng)占空比小于50%的高頻場(chǎng)合。

Boost主電路設(shè)計(jì)

Boost電路工作原理

當(dāng)開關(guān)S在位置a時(shí)，如圖5所示電流ir流過電感線圈L，電流線性增加，電能以磁能形式儲(chǔ)在電感線圈L中。此時(shí)，電容C放電，R上.流過心流I.，R兩端為輸出電壓V.,極性上.正下負(fù)。由于開關(guān)管導(dǎo)通，二極管陽極接V.負(fù)極，二極管承受反向電壓，所以電容不能通過開關(guān)管放電。開關(guān)S轉(zhuǎn)換到位置b時(shí)，構(gòu)成電路如2(b)所示，由于線圈L中的磁場(chǎng)將改變線圈L兩端的電壓極性，以保持i不變。這樣線圈L磁能轉(zhuǎn)化成的電壓Vz與電源V.串聯(lián)，以高于V。電壓向電容C、負(fù)載R供電。高于V。時(shí)，電容有充電電流;等于V.時(shí)，充電電流為零;當(dāng)V。有降壓趨勢(shì)時(shí)，電容向負(fù)載R放電，維持V。不變。

各元器件功能

Q開關(guān)管IGBI。

D俄流二極管，在T..時(shí)防止c中心路流過Q。L開壓電感，起儲(chǔ)能及電壓提升作用。C輸出濾波電容，起儲(chǔ)能作用。

電路各點(diǎn)波形

電感電流連續(xù)與不連續(xù)之分析

主電路參數(shù)分析

主電路中需要確定參數(shù)的元器件有IGBT、二 極管、 直流電源、電感、電阻值的確定，其參數(shù)確定過程如下。

(1)對(duì)于電源，要求輸入電壓為10-30V，且連續(xù)可調(diào)。其直流穩(wěn)壓電源模塊的設(shè)計(jì)已在前面完成。所以該直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)電源。

(2)對(duì)于電阻，因?yàn)楫?dāng)輸出電壓為75V時(shí)，輸出電流為0.1-1A。 所以由歐姆定

可得負(fù)載電阻值為R_Uo-Em， 可得到電路電阻應(yīng)該在15-1500。

(3)對(duì)于ICBT的選擇，由圖4易知當(dāng)IGBT截止時(shí)，回路通過_極管續(xù)流， 此時(shí)ICBT兩端承受最人正壓為30V;而當(dāng)a=1時(shí)，IGBT 有最大電流，其值為1A。故需選擇集電極最大連續(xù)電流Ic>1A，反向市穿電壓Bvceo>30V的IGBI。而一般的IGBT基本，t. 都可以滿足這個(gè)要求。

(4)對(duì)于_極管的選擇，當(dāng)a=1時(shí)，其承受最大反壓30V;而當(dāng)a趨近于1時(shí)，其承受最人電流趨近于1A，故需選擇額定電壓大于30V，額定電流大于1A的極管。

(5)主電路的設(shè)計(jì)除了要選擇IGBT和二極管，還需要確定電感的參數(shù)，但電感參數(shù)的計(jì)算是非常復(fù)雜的，在此對(duì)電感不予計(jì)算，認(rèn)定電感值L很火。
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