直流变换器,boost直流变换器设计

2020-02-05 1271 次浏览

设计原理:

Buck电路即降压斩波电路，属直流斩波电路的“种，和升压斩波电路构成直流斩波电路最基本的两种电路。直流斩波电路的功能是将直流电变为另-固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流一直流变换器。降压斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带器电池负载。

整流电路设计

本设计采用桥式电路整流:由四个二极管组成个全桥整流电路。对整出来的电压进行傅里叶变换得由整流电路出来的电压含有较人的波纹，

电压质量不太好，故需要进行滤波。本电路采用RC滤波器。因为电容滤波的点流输出电压UO与变压器副边电压U2的比值比较人，而且适用在小电流、整流管的冲击电流比较人的电路中。因此本电路选用的电容滤波。因为本电路要求有稳定得输出，因此还需要用到稳压二:极管进行稳压。

驱动电路设计

有脉冲变压器组成的栅极驱动电路。其I.作原理为正向驱动信号使VI1导通，电源电压作用于脉冲变压器次侧，_次电压经二极管VD2、VD3和门集电阻作用于IGBT,使ICBT导通。晶体管VT2犹豫基极反向偏置而截全。

当驱动信号为零的时候，VI1截i止:，--次励磁电流经VD1和VS迅速衰减，使在脉冲间隙期间脉冲变压器的磁通回零。变乐器I二次侧的反向电压经R2加到.二极管VD2.上。IGBT门极结电容上的电荷经Rg和VT2放掉，R2为T2的偏流电阻。

此电路的优点:这种电路不用独立的驱动电路，驱动电路结构简单，脉冲变化时，驱动电压幅值不变，可用于各种容量的IGBT的驱动。

此电路的缺点:截止时没有门极的反向电压，抗干扰能力不强。这种电路适用于驱动占空比小于50%的高频场合。

Boost主电路设计

Boost电路工作原理

当开关S在位置a时，如图5所示电流ir流过电感线圈L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。此时，电容C放电，R上.流过心流I.，R两端为输出电压V.,极性上.正下负。由于开关管导通，二极管阳极接V.负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。开关S转换到位置b时，构成电路如2(b)所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持i不变。这样线圈L磁能转化成的电压Vz与电源V.串联，以高于V。电压向电容C、负载R供电。高于V。时，电容有充电电流;等于V.时，充电电流为零;当V。有降压趋势时，电容向负载R放电，维持V。不变。

各元器件功能

Q开关管IGBI。

D俄流二极管，在T..时防止c中心路流过Q。L开压电感，起储能及电压提升作用。C输出滤波电容，起储能作用。

电路各点波形

电感电流连续与不连续之分析

主电路参数分析

主电路中需要确定参数的元器件有IGBT、二极管、直流电源、电感、电阻值的确定，其参数确定过程如下。

(1)对于电源，要求输入电压为10-30V，且连续可调。其直流稳压电源模块的设计已在前面完成。所以该直流稳压电源作为系统电源。

(2)对于电阻，因为当输出电压为75V时，输出电流为0.1-1A。所以由欧姆定

可得负载电阻值为R_Uo-Em，可得到电路电阻应该在15-1500。

(3)对于ICBT的选择，由图4易知当IGBT截止时，回路通过_极管续流，此时ICBT两端承受最人正压为30V;而当a=1时，IGBT有最大电流，其值为1A。故需选择集电极最大连续电流Ic>1A，反向市穿电压Bvceo>30V的IGBI。而一般的IGBT基本，t.都可以满足这个要求。

(4)对于_极管的选择，当a=1时，其承受最大反压30V;而当a趋近于1时，其承受最人电流趋近于1A，故需选择额定电压大于30V，额定电流大于1A的极管。