电力电子课程设计--直流斩波电路的设计

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1、课程设计任务书题目：直流流斩波电路的设计课题的任务和要求输入电压：单相交流220v，50HZ，输出功率：0.51KW；用集成电路组成触发电路负载性质：电阻对电路进行主设计、计算与说明。计算所用元器件型号参数1、根据课题，查阅相关资料2、画出系统原理框图；3、参数计算和元器件选择4、画出单元电路图；5、画出整体控电路图；６、撰写课程设计报告。（说明书）设计题目，主要技术标和要求；方案选择及至电路工作原理；单元电路设计计算；收获、体会和改进设计的建议；主要参考文献。参考文献23目录第一章概述……………………………………………………………

2、………….......2第二章设计总体思路………………………………………………………………42.1主电路设计思路：………………………………………………....42.2结构框图…………………………………………………………….5第三章各单元思路…………………………………………………………………63.1主电路的设计……………………………………………………….63.2控制电路的设计…………………………………………………...10第四章保护电路及设计………………………………………………………….174.1主回路输出端过电流保护……………………

3、…………………...174.2电源欠压报警……………………………………………………...174.3MOSFET的保护设计………………………………………………..18第五章心得与体会………………………………………………………………..20参考文献……………………………………………………………………………….21附录……………………………………………………………………………………2223第一章概述电力电子技术在现代化社会的建设中的应用起着重要作用并得到飞跃性的发展。直流斩波器作为一种电力电子器件，也必定随着直流电的广泛应用而显得异常重要

4、。直流斩波电路的思想是将三相交流电转换为可调的直流电。它有以下几个特点：采用了具有开关频率高、通断电流大、电压耐量高的MOSFET这一新型优良品质的电力电子器件作为开关管。采用了由美国SiliconGeneral公司生产的SG3525芯片作为控制电路的核心，SG3525芯片它集成了PWM控制电路,使整个电路更加简单，实用。采用热管散热技术作为斩波器的散热系统，热管散热技术是当今国际较流行的散热方式，国内近年来发展较快，它被人们称之为热的“超导体”，已广泛用于车辆电传动系统。直流斩波器广泛应用于生产、生活等实际情况当中，从中国大面积，

5、多人口，低技术，少能源等国情出发，大力发展直流电技术，结合电力电子技术，这对改善我国科技现状水平，提高经济效益将起着重要作用。电力投资的持续增长，因此直流斩波器在电力电子行业有着巨大的发展潜力，它的传统领域和新领域节前景非常广阔。目前,市场上用的最多的MOSFET直流斩波器,它是属于全控型斩波器，它的主导器件采用国际上先进的电力电子器件MOSFET，由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR斩波器的缺点。该斩波器既能为煤矿窄轨电机车配套的调速装置，针对不同的负载对象，做一些少量的改动又可用于其它要求供电ja电压可调的直流负载

6、上。与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比，具有明显的优点。随着科技的发展，新技术不断出现，现在最领先的直流斩波技术主要包括VRM技术、软开关23技术和高频磁技术。直流斩波器的应用范围非常广泛。它最初用途是传动控制，但目前应用的新领域是开关电源。前者是斩波电路应用的传统领域，后者则是斩波电路应用的新领域。而高频、大功率、高可靠性开关电源是当今电源变换技术发展的重要方向之一。智能型电力电子器件、抗干扰技术和新的控制理论的应用使其在高频、高效、高可靠性方面更具竞争力。所以研究直流斩波器有着深远的意义，它不仅能够大大改善各种机车的调速系统

7、，为其提高安全、快速、低损耗的调速装置，还可以为世界能源危机带来曙光，解决目前国际能源所带来的各种问题。23第二章设计总体思路2.1主电路设计思路：系统电路由主电路、控制及保护电路、信号检测电路三大部分组成。2.1.1主电路说明二极管整流桥把输入的交流电变为直流电，电阻R1为起动限流电阻，C1为滤波电容。可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET所构成的H型结构形式，它是由四个功率MOSFET管（VT1、VT2、VT3、VT4）和四个续流二极管（VD1、VD2、VD3、VD4）组成的双极式PWM可逆变换器，根据脉冲占空比的不同，在直流

8、电机M上可得到正或负的直流电压。2.1.2控制及保护电路说明SG3525为脉宽调制器。由R4、C4、VD5，R5、C5、VD6构成逻辑延时环节。由非门1、2及与门电路3、4构成保护环节。此外，还有隔离及驱动电路。图中的G为电压给定器，