boost斩波电路-升压斩波电路-电力电子技术课程设计.doc

boost斩波电路-升压斩波电路-电力电子技术课程设计
BOOST斩波电路课程设计说明书
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电力电子技术课程设计
任务书
课程名称：直流斩波电路的性能研究
学 V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1ton；V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为。
稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等

化简得：
（1）
，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost
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变换器。表示升压比，调节其大小即可改变Uo。将升压比的倒数记作β，即。β和导通占空比α有如下关系：
（2）
因此，式（1）可表示为
（3）
升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：L储能之后具有使电压泵升的作用，电容C可将输出电压保持住。
2）主电路工作原理
图 2-2b 主电路工作原理图
其中示波器观察控制电路输出脉冲的宽度和幅值，电压表分别用来测电源、MOSFET、负载的电压。直流电源需通过电源电路变压整流获得；PMW波由基于SG3525的控制电路产生，以控制MOSFET的通断。其工作原理已在上面说过。
控制电路设计
随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用。为此，美国硅通用半导体公司推出了SG3525，以用于驱动N沟道功率MOSFET。SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。控制电路需要实现的功能是产生PWM信号，用于可控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比α的调节，达到控制输出电压大小的目的。此外，控制电路还具有一定的保护功能。我们采取的是由电压调节芯片
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SG3525为核心组成的控制电路。SG3525 的管脚如图所示
图 2-3a SG3525管脚图
其中，脚16 为SG3525 的基准电压源输出，精度可以达到（±1％）V，而且设有过流保护电路。脚5，脚6，脚7 内有一个双门限比较器，内电容充放电电路，加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525 的振荡器。振荡器还设有外同步输入端(脚3)。脚1 及脚2 分别为芯片内误差放大器的反相输入端、同相输入端。根据系统的动态、静态特性要求，在误差放大器的输出脚9 和输入脚1 之间一般要添加适当的反馈补偿网络。各管脚具体功能如下：
1 脚：误差放大器的反相输入端；
2 脚：误差放大器的同相输入端；
3 脚：同步信号输入端， 同步脉冲的频率应比振荡器频率fs 要低一些；
4 脚：振荡器输出；
5 脚：振荡器外接电容CT端，振荡器频率fs＝1/CT（+3R0）,R0为5脚与7脚之间跨接的电阻，用来调节死区时间，～ μF；
6 脚：振荡器外接定时电阻RT端，RT值为2～150 kΩ；
7 脚：振荡器放电端，用外接电阻来控制死区时间，电阻范围为0～500 Ω；
8 脚：软启动端，外接软启动电容，该电容由内部Vref的50μA恒流源充电；
9 脚：误差放大器的输出端；
10脚：PWM信号封锁端，当该脚为高电平时，输出驱动脉冲信号被封锁，该脚主要用于故障保护；
11脚：A路驱动信号输出；
12脚：接地；
13脚：输出集电极电压；
14脚：B路驱动信号输出；
15脚：电源， 其范围为8～35 V，通常采用+15V；
16脚：内部＋5 V基准电压输出。
SG3525芯片内部结构如图所示
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图 2-3b SG3525内部结构图
SG3525芯片内部集成了精密基准电源、误差放大器、带同步功能的振荡器、脉冲同步触发器、图腾柱式输出晶体管、PWM比较器、PWM锁存器、软启动电路、关断电路和欠压锁定电路。
芯片+±1%，由于基准电压值在误差放大器的输入共模范围内，因此，无须外接电阻。SG3525可以工作在主从模式，也可以与外部时钟同步。通过CT端(引脚⑤) 与放电端之间的电阻可以设置死区时间。
SG352