直流斩波电路的设计.doc

直流斩波电路的设计      :. 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⑸(DCChopper)的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电,也称为直流-直流变换器(DC/DCConverter),直流斩波电路(DCChopper)一般是指直接将直流变成直流的情况,不包括直流-交流-直流的情况;直流斩波电路的种类很多,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,Zeta斩波电路,前两种是最基本电路。主要包括:⑴降压斩波电路的设计⑵升压斩波电路的设计⑶直流供电电源⑷,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。下图为降压斩波主电路及控制电路a)直流供电电源 b)降压斩波主电路c)升压斩波主电路d)控制和驱动电路(同理可得升压斩波电路主电路及控制电路)d)降压斩波主电路及控制电路  ,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。(a)SG3525的引脚(b)内部框图图2   SG3525引脚及内部框图SG3525在SG3524的基础上,主要作了以下改进。1)增设欠压锁定电路   电路主要作用是当IC输入电压<8V时,集成块内部电路锁定,停止工作(基准源及必要电路除外),使之消耗电流降至很小(约2mA)。2)有软起动电路   比较器的反相端即软起动控制端脚8可外接软起动电容。该电容由内部5V基准参考电压的50μA恒流源充电,使占空比由小到大(50%)变化。3)比较器有两个反相输入端   SG3524的误差放大器、电流控制器和关闭控制3个信号共用一个反相输入端,现改为增加一个反相输入端,误差放大器与关闭电路各自送至比较器的反相端。这样,便避免了彼此相互影响,有利于误差放大器和补偿网络工作精度的提高。4)增加PWM锁存器使关闭作用更可靠   比较器(脉冲宽度调制)输出送到PWM锁存器,锁存器由关闭电路置位,由振荡器输出时间脉冲复位。这样,当关闭电路动作,即使过电流信号立即消失,锁存器也可维持一个周期的关闭控制,直到下一个周期时钟信号使锁存器复位为止。5)振荡器作了较大改进   SG3524中的振荡器只有CT及RT两引脚,充电和放电回路是相同的。SG3525的振荡器,除了CT及RT引脚外,增加了放电引脚7、同步引脚3。RT阻值决定对CT充电的内部恒流值,CT的放电则由脚5及脚7之间外接的电阻值RD决定。把充电和放电回路分开,有利于通过RD来调节死区的时间,这是重大的改进。在SG3525中增加了同步引脚3专为外同步用,为多个SG3525的联用提供了方便。6)输出级作了结构性改进   电路结构改为确保其输出电平处于高电平,或低电平状态。另外,为了适应驱动MOSFET的需要,末级采用了推挽式电路,使关断速度更快。SG3525增加的工作性能在实际应用中具有重要意义。例如,脚8增加的软起动功能,避免了开关电源在开机瞬间的电流冲击,可能造成的末级功率开关管的损坏。,用示波器分别观察锯齿波和PWM信号的波形(实验装置应给出测量端,位置在图中已标出),记录其波形、频率和幅值。调节Ur的大小,观察PWM信号的变化情况。。接通交流电源,观察ui波形,记录其平均值。,分别如实验图2b、c所示,电路中使用的器件为电力MOSFET,注意观察其型号、外形等。,将直流电源ui与升压斩波主电路连接,断开降压斩波主电路。检查接线正确后,接通主电路和控制电路的电源。改变ur值,每改变一次ur,分别观测PWM信号的波形、电力MOSFETV的栅源电压波形、输出电压uo的波形、输出电流io的波形,记录