MOSFET升压斩波电路.doc

MOSFET升压斩波电路PAGE\*MERGEFORMAT20长春工业大学电力电子技术课程设计题目：MOSFET升压斩波电路院（系）：电气与电子工程学院班级：110310学号：20111211姓名：沈永来指导教师：林志琦时间：2014.1.6--2014.1.10设计说明任务:用MOSFET晶体管设计升压斩波电路。本次课程利用MOSFET晶体管升压斩波电路的基本原理,设计一个可调控的斩波电路.斩波器的电能变换为功能是由电力电子器件的通断控制实现的.通过电力电子器件的开关作用,将恒定的直流电压变为可调控的直流电压,或将变化的直流电压变换为恒定的直流电压的电力电子电路,称为直流斩波电路,相应的装置称为斩波器.斩波器具有效率高,体积小,重量轻,成本低等优点,广泛用于直流牵引变速拖动系统,可调整直流开关电源,无轨电车,地铁列车中.直流升压斩波电路实际上就是利用PWM技术,在斩波电路中,输入电压是固定不变的,通过开关的开通时间与关断时间,即可控制输出电压的平均值.MOSFET工作原理当漏极接电源正极，源极接电源负极，栅极之间电压为零或负时，P型区和N-型漂移区之间的PN结反向，漏极之间无电流流过。如果在栅极和源极加正向电压UGS，由于栅极是绝缘的，不会有栅流。但栅极的正电压所形成电场的感应作用却会将其下面P型区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P型区表面。当UGS大于某一电压值UT时，栅极下面P型区表面的电子浓度将超过空穴浓度，形成N型半导体，沟通了漏极和源极，形成漏极电流ID.电压UT称为开启电压，UGS超过UT越多，导电能力越强，漏极电流ID越大.关键字电能MOSFET升压斩波电路升压变换变换器直流斩波技术一．设计要求与方案一、设计的技术数据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%。二、设计内容及要求1、方案论证及选择；2、主电路设计（包括整流电路设计及器件的具体型号；斩波电路设计，器件选择及型号确定，电感电容估算等）3、控制电路设计（触发电路的选择与设计电路，如：PWM控制芯片SG3525）；4、驱动电路设计（如IR2125，三菱Ｍ579系列或其他系列等）；5、总结及心得体会；6、参考文献；7、完成电路原理图1份。1.2设计方案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。1.根据MOSFET升压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动电路。其结构框图如图1所示。控电路驱动电路主电路图1电路结构图在图1结构框图中，控制电路用来产生MOSFET升压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在MOSFET控制端与公共端之间，可以使其开通或关断的信号。通过控制MOSFET的开通和关断来控制MOSFET升压斩波电路工作。控制电路中保护电路是用来保护电路，防止电路产生过电流、过电压现象而损坏电路设备。2.主电路设计方案：整流电路驱动电路斩波电路交流直流二．各主电路的组成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，也是应整流电路图用最为广泛的电路。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）。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。整流电压平均值为向负载输电流平均值为流过晶闸管的电流平均值为整流电路波形图:2.1.1晶闸管触发电路的设计1.TCA785芯片介绍TCA785是德国西门子(Siemens)公司于1988年前后开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路，，