升压斩波电路设计.doc

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1、.电力电子课程设计目录一、综述1二、电路组成12.1、电容滤波二极管不可控整流电路12.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图12.1.2、电路分析22.2、PWM控制电路32.2.1、TL494部组成与功能32.2.2、PWM控制电路42.3、驱动电路42.3.1、功率驱动集成芯片IR211052.3.2、基于IR2110的驱动电路52.4、boost升压斩波电路62.4.1、boost升压斩波电路图62.4.2、boost斩波电路原理分析62.4.2.1、基于实际电路的分析62.4.2.2、对于电路的粗略估算82.4.2

2、.3、开关频率和占空比对电路的影响8三、总电路图及其调试10四、参考文献12..一、综述本直流斩波电路基于TL494脉冲触发电路设计，采用IRf640N电力MOS管和IR2110驱动芯片。本电路由四部分组成：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost斩波电路。工频正弦交流电经电容滤波二极管不可控整流电路整流，变为具有很小纹波的直流电，作为boost斩波电路的直流电压输入，以TL494芯片为核心的脉冲产生电路产生PWM波，经由以IR2110为核心的驱动电路接至MOS管的门极和原极，控制MOS管的开断，进而影响

3、boost斩波电路的占空比，通过改变PWM波的占空比改变boost斩波电路输出电压。同时利用TL494的两个误差放大器设置过电压保护和过电流保护，驱动电路将控制电路和主电路经行电气隔离，对控制电路起保护作用。二、电路组成本电路共有四部分：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost升压斩波电路。..2.1、电容滤波二极管不可控整流电路2.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图该电路输出是具有很小纹波的直流电压，波形近似为：2.1.2、电路分析如上图，假设经过整流后的电压的幅值U，则一个周期的波形为..当

4、电路开始工作时，电源先对电容和负载进行供电，此时电容处于充电状态，直到电容电压大于整流后的电源输出电压，此时电流为零：故当电容开始放电时的电压为此后二极管饭后截至，电容开始放电，直到电容电压再次和电源输出电压相同：解得：根据具体的参数和，利用作图法可以求得电容电压和整流输出电压相等时的电角度。易知当负载越大时，滤波电压波动性越大，电容越大时，波动性越小。2.2、PWM控制电路本电路基于TL494电压型脉冲宽度调制电路，TL494..集成了全部的脉宽调制电路。片置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个（一个电阻和一个电容）。置误差放大

5、器。置5V参考基准电压源。可调整死区时间。置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。推或拉两种输出方式。本电路利用两误差放大器，和死区时间引脚，完成过电压保护，过电流保护和软开关功能。2.2.1、TL494部组成与功能TL494部含有一个线性锯齿波发生器，两个误差放大器，一个死区时间比较器，一个PWM比较器，脉冲换向器。振荡器的震荡频率（开关频率）有外接的定式电阻和定式电容决定，，的值与振荡频率的关系为：锯齿波的幅度与误差放大器的输出电压由脉宽调制（PWM）比较器进行比较，PWM比较器的输出送到脉冲触发电器和输出控制逻辑。..误差电

6、压由误差放大器产生，误差放大器将输出电压和5V部备参考电压部参考源之间的电压差放大，第二个误差放大器通常用来完成电流的限制功能。输出控制逻辑用来选择功率管推挽输出还是单端输出。死区时间控制用来防止两个输出晶体管的同台交叠。如果死区时间控制接地，死区时间占总周期的3-5%。可以用外接电阻的电容来改善误差放大器的频响。这些外接元件通常接在补偿端和误差放放大器的反相输入端之间。2.2.2、PWM控制电路引脚12，11,8,接到24V直流电源，反馈电压接在误差放大器1的同相输入端，其反相输入端引脚2通过4.7K的电阻与TL494部基准电源

7、的输出端引脚14相连接。在反馈引脚3与引脚2之间介入RC反馈网络，构成高频增益及抑制高频寄生振荡。死区时间控制引脚4通过10K电阻接地，并且与引脚14之间通过10..电容相连，电阻和电容构成软启动电路。当系统上电时，由于电容的两端电压不能突变，所以引脚14输出的5V基准电压全部加在软启动电阻上，使死区控制引脚4处于高电平，死区时间比较器的输出为高电平，输出极截止，变换器不工作，两个Tip32管截止，开关电源无输出。随着软启动电容逐渐充电，电容两端的电压逐渐升高，软启动电阻两端的电压逐渐降低，输出晶体管逐渐开通，两个Tip321管逐

8、渐开始工作。在变换器正常工作过程中，软启动电阻两端的电压近似为零。误差放大器2的同相输入端引脚15通过1K电阻与boost输出电路的接地端连接在一起，反相输入端接地，用于抑制boost输出端电流过大。9,10引脚通R7和R10接地，其中在R7和R1