升压降压升降压斩波电路课程设计.docx

题目：MOSFET升降压斩波电路设计

课程设计的目的
电力电子技术的课程设计是《电力电子技术》课程的一个重要的实践教学环节。它与理论教学和实践教学相配合，可使我们在理论联系实际，综合分析，理论计算，归纳整理和实验研究方面得到综合训练和提高，从而培养学生独立解决实际问题的能力。
加深理解电力电子技术的课程内容，建立正确的设计思想，熟悉工程设计的顺序和方法，提高正确使用技术资料，标准，手册等的独立工作能力。
为后续课程的学习打下坚实的基础。
二．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～80V；
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%。
三、设计内容及要求
一．方案的论证及方案的选择；

方案一：
升降压斩波电路图原理图：
升降压斩波电路的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压值，这种电源具有一个相对于输入电压公共端为负极性的输出电压。升降压电路可以灵活的改变电压的高低，还可以改变电压的极性，因此常用于电池供电设备中产生负电源的设备和各种开关稳压器。其原理图即为降压与升压斩波电路串联而成的。
一．MOSFET降压斩波电路图如下：

图中L、R为负载电机的等效电路，负载电压的平均值为
，因此称为降压斩波电路。若负
载中L值较少，或ton较小，或E较小，则在可控器件V关断后，到了t2时刻，负载电流已衰减至零会出现负载电流断续的情况。下图中表明了电流连续和断续时的波形情况。

二．MOSFET降压斩波电路图如下：

通升压
三．将升压斩波和降压斩波电路串联接成升降压斩波电路
电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路、保护电路及以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电路电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。
根据MOSFET升降压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动控制电路。其结构框图如下

整流电路设计
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，变压器匝数比N1:N2=

整流电路波形图

控制驱动电路的设计
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，增加了驱动功能；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。
其特点如下：
（1）工作电压范围宽：8—35V。
（2）5.1（11.0%）V微调基准电源。
（3）振荡器工作频率范围宽：100Hz—400KHz.
（4）具有振荡器外部同步功能。
（5）死区时间可调。
（6）内置软启动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有PWM琐存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：mA(峰值)。
SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。
SG3525内部结构如图2.5所示，直流电源Vs从脚15接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚5须外接电容CT，脚6须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT和电容CT决定，振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出，误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送
到或非门的一个输入端。其他引脚分别为：引脚1为反相输入，2为同相输入引脚，3为同步端引脚，4为振荡器输出引脚，7为放电端引脚，8为软启动端引脚，9为补偿引脚，10为闭锁控制引脚，引脚12接地。内部结构如下：

在升降压斩波电路中，三极管V的基极接驱动电路的V-G，发射极E接驱动电路的V-E，结点11、12、13、14为SG3525的相应引脚。如图

（3）斩波电路有三种控制方式：
保持开关周期T不变，调节开关导通时间ton，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型：
保持导通时间不变，改变