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直流升压斩波电路课程设计分析

'直流升压斩波电路课程设计分析'
本科生课程设计(论文)辽 宁 工 业 大 学 电力电子技术课程设计(论文)题目:升压直流斩波电路实验装置 院(系):电气工程学院 专业班级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 起止时间:2013-12-30至2014-1-10 课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院 教研室:电气学 号35学生姓名张彬专业班级设计题目升压直流斩波电路实验装置课程设计(论文)任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能为了电力电子技术课程的教学实验,设计此装置,使学生通过该装置测试、观察升压直流斩波电路的各个参数及波形,应用此装置可验证升压斩波的相关理论知识。设计任务1、方案的经济技术论证。2、整流电路设计。3、通过计算选择整流器件的具体型号。4、斩波电路设计。5、驱动电路设计或选择。6、绘制相关电路图。7、完成设计说明书。要求1、 文字在4000字左右。2、 文中的理论分析与计算要正确。3、 文中的图表工整、规范。4、元器件的选择符合要求。技术参数1、交流电源:单相220V。2、前级整流输出电压限制在50V以内。3、斩波输出电流最大值2A。4、负载:纯电阻。5、斩波输出直流电压在50~100V左右可调。工作计划第1天:集中学习;第2天:收集资料;第3天:方案论证;第4天:整流电路设计;第5天:斩波电路设计;第6天:驱动电路设计;第7天:元器件具体选择;第8天:在实验室调试;第9天:总结并撰写说明书;第10天:答辩指导教师评语及成绩平时: 论文质量: 答辩: 指导教师签字: 总成绩: 年 月 日注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算Ⅰ摘要直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。直接直流电变流电路也称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,一般是指直接将直流电变为另一直流电,这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节,在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离,因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。直流斩波电路的种类有很多,包括六种基本斩波电路: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斩波电路和Zeta斩波电路,利用不同的斩波电路的组合可以构成符合斩波电路,如电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路等。利用相同结构的基本斩波电路进行组合,可构成多相多重斩波电路。关键字:直流斩波;升压斩波;变压器目录第1章 绪论 1第2章 直流升压斩波电路的设计思想 32.1直流升压斩波电路原理 32.2参数计算 4第3章 直流升压斩波电路驱动电路设计 5第4章 直流升压斩波电路保护电路设计 64.1过电流保护电路 64.2过电压保护电路 6第5章 直流升压斩波电路总电路的设计 7第6章 直流升压斩波电路仿真 86.1仿真模型的选择 86.2仿真结果及分析 8第7章 设计总结 11参考文献 12附录:元件清单 13II第1章 绪论直流升压电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。早期的直流装换电路,电路复杂、功率损耗、体积大,使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小,便于集成;功率损耗少,符合当今社会生产的要求;所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。主要元件介绍1 IGBT介绍本设计基于《电力电子技术》课程,充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路,实现直流升压。IGBT绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。2 驱动电路M57962L简介 M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules) 。在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器,过流保护电路和过流保护输出端子,具有封闭性短路保护功能。M57962L是一种高速驱动电路,驱动信号延时tPLH 和tPHL最大为1.50μs。可以驱动600V/400V 级的IGBT模块。M57962L工作程序:当电源接通后,首先自检,检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路, IGBT 的集电极电位升高,经外接二极管流入检测电路的电流增加,栅极关断电路动作,切断IGBT的栅极驱动信号,同时在“8”脚输出低电平“过载/短路”指示信号。lGBT正常时,输入信号经光电耦合接口电路,再经驱动级功率放大后驱动IGBT。 3 M57962L的工作原理 M57962L采用双电源+ Vcc和VEE ,原理结构图如图1-1所示。电路组成: (1) 放大隔离电路; (2) 定时复位电路;(3) 过流检测电路; (4) 过流输出电路。图1-1 M57962L原理机构图 第2章 直流升压斩波电路的设计思想2.1直
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