直流斩波电路的设计课程设计

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1、直流斩波电路的设计一.程序设计的目的：1.熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理2.掌握两种基本斩波电路的工作状态3.了解电路图的波形情况二．课程设计的主要内容1.设计题目直流斩波电路的性能研究2.设计步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑷进行调试与修改⑸撰写课程设计说明书3.设计方法直流斩波电路（DCChopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DCConverter），直流斩波电路（DCChoppe

2、r）一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。主要包括：⑴降压斩波电路的设计⑵升压斩波电路的设计⑶直流供电电源⑷控制和驱动电路三．设计方案的论证1．熟悉实验装置的电路结构和主要元器件，检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确，检查输入保险丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。电路原理图见实验图2。斩波电路的直流输入电压ui

3、由交流电经整流得到，如实验图2a所示。实验图2b和c分别为降压斩波主电路和升压斩波主电路。实验图2d为控制和驱动电路的原理图，控制电路以专用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波，其占空比受uco控制。下图为降压斩波主电路及控制电路a）直流供电电源b）降压斩波主电路c）升压斩波主电路d）控制和驱动电路（同理可得升压斩波电路主电路及控制电路）d)降压斩波主电路及控制电路4.SG3525的功能特点及软起动功能SG3525是定频PWM电路，采用16引脚标准DIP封装。其各引脚功能如图2(a)所示，内

4、部框图如图2(b)所示。脚8为软起动端。（a）SG3525的引脚（b）内部框图图2   SG3525引脚及内部框图SG3525在SG3524的基础上，主要作了以下改进。   1）增设欠压锁定电路   电路主要作用是当IC输入电压<8V时，集成块内部电路锁定，停止工作（基准源及必要电路除外），使之消耗电流降至很小（约2mA）。   2）有软起动电路   比较器的反相端即软起动控制端脚8可外接软起动电容。该电容由内部5V基准参考电压的50μA恒流源充电，使占空比由小到大（50％）变化。   3）比较器有两个反相输入端   SG352

5、4的误差放大器、电流控制器和关闭控制3个信号共用一个反相输入端，现改为增加一个反相输入端，误差放大器与关闭电路各自送至比较器的反相端。这样，便避免了彼此相互影响，有利于误差放大器和补偿网络工作精度的提高。   4）增加PWM锁存器使关闭作用更可靠   比较器（脉冲宽度调制）输出送到PWM锁存器，锁存器由关闭电路置位，由振荡器输出时间脉冲复位。这样，当关闭电路动作，即使过电流信号立即消失，锁存器也可维持一个周期的关闭控制，直到下一个周期时钟信号使锁存器复位为止。5）振荡器作了较大改进   SG3524中的振荡器只有CT及RT两引脚

6、，充电和放电回路是相同的。SG3525的振荡器，除了CT及RT引脚外，增加了放电引脚7、同步引脚3。RT阻值决定对CT充电的内部恒流值，CT的放电则由脚5及脚7之间外接的电阻值RD决定。把充电和放电回路分开，有利于通过RD来调节死区的时间，这是重大的改进。在SG3525中增加了同步引脚3专为外同步用，为多个SG3525的联用提供了方便。   6）输出级作了结构性改进   电路结构改为确保其输出电平处于高电平，或低电平状态。另外，为了适应驱动MOSFET的需要，末级采用了推挽式电路，使关断速度更快。SG3525增加的工作性能在实际

7、应用中具有重要意义。例如，脚8增加的软起动功能，避免了开关电源在开机瞬间的电流冲击，可能造成的末级功率开关管的损坏。3.接通控制电路电源，用示波器分别观察锯齿波和PWM信号的波形（实验装置应给出测量端，位置在图中已标出），记录其波形、频率和幅值。调节Ur的大小，观察PWM信号的变化情况。4.斩波电路的输入直流电压ui由低压单相交流电源经单相桥式二极管整流及电感电容滤波后得到。接通交流电源，观察ui波形，记录其平均值。5.斩波电路的主电路包括降压斩波电路和升压斩波电路两种，分别如实验图2b、c所示，电路中使用的器件为电力MOSFE

8、T，注意观察其型号、外形等。6.切断各处电源，将直流电源ui与升压斩波主电路连接，断开降压斩波主电路。检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。改变ur值，每改变一次ur，分别观测PWM信号的波形、电力MOSFETV的栅源电压波形、输出电压uo的波形、输出电