電子電力課程設(shè)計(jì)--dcdc pwm控制電路的設(shè)計(jì)

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1、電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：09級(jí)應(yīng)用電子技術(shù)一班電力電子課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)課題：DC/DCPWM控制電路的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)基于PWM芯片的控制電路，包括外圍電路。按照單路輸出方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，開(kāi)關(guān)頻率設(shè)計(jì)為10KHZ；具有軟啟動(dòng)功能、保護(hù)封鎖脈沖功能，以及限流控制功能。電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、可靠。2、實(shí)驗(yàn)室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建設(shè)計(jì)的控制電路。3、設(shè)計(jì)并搭建能驗(yàn)證你的設(shè)計(jì)的外圍實(shí)驗(yàn)電路，并通過(guò)調(diào)試驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。4、擴(kuò)展性設(shè)計(jì)：增加驅(qū)動(dòng)電路部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容。5、Buck

2、電路圖如下圖：Buck電路圖三、設(shè)計(jì)方案本次課程設(shè)計(jì)基于PWM芯片TL494進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱該芯片的相關(guān)資料，了解其各引腳功能，結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。首先建立最基本的電路，然后在其上面進(jìn)行改進(jìn)，得到進(jìn)一步滿足條件與實(shí)際應(yīng)用的電路，根據(jù)原理圖在實(shí)驗(yàn)板上搭建電路進(jìn)行試驗(yàn)，得出結(jié)果進(jìn)行分析驗(yàn)證，最后得出DC/DCPWM控制電路。四、設(shè)計(jì)原理圖如圖所示為設(shè)計(jì)原理圖，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器Rp進(jìn)行控制輸出，從Vo端得到輸出驅(qū)動(dòng)電壓的波形。設(shè)計(jì)原理圖五、TL494各引腳功能TL494的個(gè)引腳功能圖如下表TL494引腳

3、功能表引腳號(hào)功能引腳號(hào)功能1誤差放大器1的同相輸入端9末極輸出三極管發(fā)射極端2誤差放大器1的反相輸入端10末極輸出三極管發(fā)射極端3輸出波形控制端11末極輸出三極管集電極端4死區(qū)控制信號(hào)輸入端12電源供電端5振蕩器外接震蕩電容連接端13輸出控制端6振蕩器外接震蕩電阻連接端14基準(zhǔn)電壓輸出端7接地端15誤差放大器2的反相輸入端8末極輸出三極管集電極端16誤差放大器2的同相輸入端六、各部分功能及工作原理首先設(shè)計(jì)其振蕩電路，根據(jù)振蕩公式f=1.1/（R3XC2）=10Khz，取R3=1KΩ,則電容C2=0

4、.1uF；然后，將同樣大小的電容電阻串聯(lián)并加以電壓接地后，在電容電阻中間引出一根信號(hào)線作為第四腳的輸入端，作為死區(qū)控制信號(hào)的輸入。接著，通過(guò)示波器測(cè)量振蕩電路的波形如圖所示:震蕩電路波形圖根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的波形圖及TL494芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),可得振蕩電路的峰值為2.88V，若要對(duì)其輸出波形進(jìn)行控制，則在第三腳接入的電壓需小于2.88-0.7=2.18V，即第三腳輸入電壓變化范圍約為0-2.2V。如原理圖所示，將1KΩ電阻與1-10KΩ電位器按照如原理圖所示方式進(jìn)行串聯(lián)即可得到0-2.2V范圍內(nèi)變化的電壓，從

5、而得到應(yīng)有的波形。最后，將末級(jí)三極管的集電極接電源，發(fā)射極通過(guò)1KΩ電阻接地，即可得到如下圖所示的方波信號(hào)：輸出驅(qū)動(dòng)波形圖1、輸出電壓為20V至60Ｖ功能的實(shí)現(xiàn)　　　要想使得Buck電路的輸出在20V至60V間變化，則根據(jù)其電壓轉(zhuǎn)換公式：Uo=αUi得其驅(qū)動(dòng)波形占空比α變化范圍為0.2-0.6。根據(jù)公式：5/（1+Rp）=2.2x（1-α）可得：當(dāng)α=0.2時(shí)，可算得Rp的阻值大小為1.84KΩ。當(dāng)α=0.6時(shí)，可算得Rp的阻值大小為4.68KΩ。因此，如果要獲得20V至60Ｖ的輸出電壓，Rp的調(diào)節(jié)范圍

6、在1.84KΩ至4.68KΩ之間。當(dāng)α分別取不同值時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)波形如下圖：α=0.2時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形α=0.6時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形2、當(dāng)Zl短路或者Zmax=5A的控制當(dāng)Buck電路的Zl短路時(shí),電流過(guò)高會(huì)造成器件的損害或者燒毀，此時(shí)必須對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的加以控制，使得在這種情況下的電壓輸出為0V，從而保護(hù)電路。要使輸出電壓輸出為0V，則TL494輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖為0。此時(shí)，通過(guò)電流傳感器將由于短路形成的大電流轉(zhuǎn)化成芯片第三引腳輸入電勢(shì)的最大值（2.2V或者大于2.2V），這樣所得的輸出驅(qū)動(dòng)波形為0，使得Buck電路的輸出

7、為0。當(dāng)?shù)谌_輸入電勢(shì)為2.2V時(shí)，電位器Rp的大小為：由5/（1+Rp）=2.2x（1-α）得Rp=1.27KΩ則，當(dāng)Rp電阻值小于等于1.27KΩ時(shí)，通過(guò)第三管腳輸入的電位值大于等于2.2V，從而使得驅(qū)動(dòng)電路輸出為0。通過(guò)電流傳感器作用，引入反饋回路，控制Rp值小于等于1.27KΩ進(jìn)行控制輸出。3、Ui=80–120V且保持Uo=50V的控制當(dāng)Buck電路的Ui的輸入值大小在80V至120V間變化時(shí)，需將電路輸出穩(wěn)定在50Ｖ。根據(jù)ＤＣ／ＤＣ變換公式：Uo=αUi可得占空比的變化范圍為0.417-0

8、.625。同理由公式：5/（1+Rp）=2.2x（1-α）可得：當(dāng)α=0.417時(shí)，可算得Rp的阻值大小為2.9KΩ當(dāng)α=0.625時(shí)，可算得Rp的阻值大小為5.1KΩ因此，在輸入端電壓變化時(shí)，要想獲得輸出電壓穩(wěn)定為50V，則通過(guò)電壓傳感器的作用，通過(guò)反饋回路，調(diào)節(jié)Rp值，改變驅(qū)動(dòng)波形占空比將電壓輸出穩(wěn)定在50V。七、設(shè)計(jì)小結(jié)及建議本次課程設(shè)計(jì)，在基于TL494芯片設(shè)計(jì)PWM的驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，自己搭建電路進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)不斷地調(diào)試及修