升压斩波电路.doc

电气工程及自动化专业
电力电子技术设计报告

姓名：XXXXXX
学号：XXXXXXX
专业班级：XXXXXX
题目：电子时钟(LCD显示）

电气与电子工程学院
二〇一四年十二月三十

目录

一、设计的技术数据及要求………………………………2
二、设计内容及要求………………………………2
三、电路各原件的参数设定………………………………5
四、控制电路设计………………………………8
五、MOSFET驱动电路设计………………………………10
六、保护电路………………………………11
七、总电路图………………………………14
八、仿真电路………………………………14
九、总结及心得体会………………………………16
十、参考文献………………………………..17

一、设计的技术数据及要求
1、交流电源：单相220V；
2、前级整流输出输电压：Ud=50V～100V；
3、输出功率：300W；
4、开关频率5KHz；
5、占空比10%—90%；
6、输出电压脉率：小于10%。
二、设计内容及要求
1、方案的论证及方案的选择：
1.1总体方案论证

电源
整流电路
升压斩波电路
保护电路
驱动控制电路

2、主电路的设计
2.1整流电路的设计
整流电路尤其是单相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用最为广泛的电路。不仅应用于工业，也广泛应用于交通运输，电力系统，通信系统，能源系统等其他领域。本实验装置采用单相桥式全控整流电路（所接负载为纯电阻负载），如图4所示。

在单项桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4的漏电阻相等，则各承受u2的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1、VT4即导通，电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。
在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3（VT2和VT3的α=0处为ωt=π），VT2和VT3导通，电流从电源的b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。
到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT4导通。如此循环工作下去。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为U2和U2。图5是电阻性负载的单项桥式全控整流电路波形图。

整流电压平均值为：
向负载输出的直流电流平均值为：
流过晶闸管的电流平均值为：

题目中要求前级整流输出电压限制在50V—100V之间，输入电压U1为220V，则输入电压U2最大为41.7，变压器匝数比N1:N2=4：1。
MOSFET升压斩波电路
原理图升压斩波电路的原理图以及工作波形如图2所示。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。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等

假设L和C值很大。处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定，电容C向负载R供电，输出电压恒定。断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。设V通态的时间为，此阶段L上积蓄的能量为,设V断态的时间为，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
——升压比；升压比的倒数记作β，即
β和α的关系：a+β=1
所以输出电压为
三、电路各元件的参数设定
1、MOSFET简介
MOSFET的原意是：MOS（MetalOxideSemiconductor金属氧化物半导体），FET（FieldEffectTransistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（MetalOxideSemiconductorFET）,简称功率MOSFET（PowerMOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（StaticInductionTransistor--SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，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，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
功率MOSFET的种类：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