升压斩波电路设计.doc

电力电子系统设计报告
(2014—2015学年第二学期)
系别信息与控制工程系
题目升压斩波电路设计
专业电气自动化
班级 1203
学号 3121010330
姓名彭中杰
指导教师孟显娇
完成时间
评定成绩
升压斩波电路(Boost Chopper)设计
摘要
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路(Boost chopper).设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析,借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图。通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系,最后进行了GUI编程,利用图形可视化界面的直观易懂的特点,使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式,从而具有友好界面,非常方便的就可进行控制参数输入,和输出图像显示。第二部分是电路板,它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成,其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境,强大的元件及元件库的组织功能,方便易用的连线工具,强大的编辑功能设计检验,与印制电路板设计系统的紧密连接,自定义原理图模板高质量的输出等等优点,和丰富的设计法则,易用的编辑环境,轻松的交互性手动布线,简便的封装形式的编辑及组织,高智能的基于形状的自定布线功能,万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点,使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图,和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径,通过设定相应的规则,足以满足设计所要求的规定。
关键字升压斩波; SG3525 ;
(2014—2015学年第二学期) 1
4
5
5
5
5
6
升压斩波工作原理 6
主电路工作原理 6
7
8
升压直流变换器电路总设计概述 8
8
9
9
10
11
13
14
15
16
[1]王兆安,(第四版).[北京]: 机械工业出版社,2000 16
[3] :中国电力出版社,1998 16
[6] 16

直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路. 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。但以 IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题:(1)系统损耗的问;(2)栅极电阻;(3)驱动电路实现过流过压保护的问题。


理论设计:了解掌握Boost电路的工作原理,设计Boost电路的主电路和控制电路。包括:IGBT电流、电压额定的选择;驱动、保护电路的设计;画出完整的主电路原理图和控制电路原理图。

对Boost电路的主电路和控制电路进行设计。分两组参数,每组参数如下:
直流电压E=50V,负载中R=20Ω,L、C值极大。
直流电压E=200V,负载中R=20Ω,L、C值极大。

根据所要实现的功能,设计电路的主程序流程如图所示。

升压斩波工作原理
主电路工作原理
图一
假设L值、C值很大,V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,同时C的电压向负载供电,因C值很大,输出电压uo为恒值,记为Uo。设V通的时间为ton,此阶段L上积蓄的能量为EI1ton
(
)
off
o
t
I
E
U
1
-
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:

,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。也称之为boost chooper变换器。
——升压比,调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作β,即。b
和导通占空比,有如下关系: