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《DCDC變換器設(shè)計總結(jié)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、湖北工業(yè)大學(xué)DC-DC變換器設(shè)計論文院系班級指導(dǎo)老師組別組員二〇一六年一月十五日31湖北工業(yè)大學(xué)前言直流變換技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于開關(guān)電源及直流電動機(jī)驅(qū)動中,如不間斷電源(UPS)、無軌電車、地鐵列車、蓄電池供電的機(jī)動車輛的無級變速及20世紀(jì)80年代興起的電動汽車的控制,從而使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。由于變壓器的輸入是電網(wǎng)電壓經(jīng)不可控整流而來的直流電壓,所以直流斬波不僅能起到調(diào)壓的作用,同時還能起到有效地抑制網(wǎng)側(cè)諧波電流的作用。直流斬波電路(DCChopper)的功能是將直流電變?yōu)榱硪环N固定的或可調(diào)的直流電,也稱為直流-直流變換
2、器(DC/DCConverter),直流斬波電路(DCChopper)一般是指直接將直流變成直流的情況,不包括直流-交流-直流的情況。直流斬波電路的種類很多,包括6種基本斬波電路:降壓斬波電路,升壓斬波電路,升降壓斬波電路cuk斬波電路,Sepic斬波電路,Zeta斬波電路,前兩種是最基本電路31湖北工業(yè)大學(xué),一方面,這兩種電路應(yīng)用最為廣泛,另一方面,熟用這兩種電路可為理解其他斬波電路打下堅實基礎(chǔ)。升壓直流電路作為將直流電變成另一種固定電壓或可調(diào)電壓的DC-DC變換器,在直流傳動系統(tǒng)、充電蓄電電路、開關(guān)電源、電力電子變換裝置及各種用電設(shè)備中得到普通的應(yīng)用。隨之出現(xiàn)了
3、諸如降壓電路、升降壓電路、復(fù)合電路等多種方式的變換電路。直流斬波技術(shù)已被廣泛用于開關(guān)電源及直流電動機(jī)驅(qū)動中,使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。升壓斬波電路實際上采用的就是PWM技術(shù)。PMW控制方式是目前采用最廣泛的一種控制方式,它具有良好的調(diào)整特性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,近年來已發(fā)展各種集成控制芯片,這種芯片只需要外接少量元器件就可以工作,這不但簡化設(shè)計,還大幅度的減少元器件數(shù)量、連線和焊點。所以,此次課題設(shè)計選題為設(shè)計使用全控型器件為MOSFET的升壓斬波電路,主要討論升壓斬波主電路、控制電路、驅(qū)動電路和保護(hù)電路的原理和設(shè)計。31湖北工業(yè)大學(xué)目錄一、設(shè)
4、計要求以及小組工作分配…………………………6二、設(shè)計方案分析………………………………………………72.1全控型器件MOSFET管的介紹………………………72.2、DC-DC升壓斬波電路的工作原理…………92.3、斬波電路輸入輸出電壓的關(guān)系……………………1031湖北工業(yè)大學(xué)2.4、DC-DC升壓斬波電路穩(wěn)壓原理……………………11三、主要單元電路設(shè)計…………………………………………123.1、控制電路原理與設(shè)計………………………123.2、驅(qū)動電路原理與設(shè)計…………………………133.3、保護(hù)電路原理與設(shè)計…………………………153.4、PIC16f887單片機(jī)介紹
5、…………………………16四、總電路設(shè)計與調(diào)試……………………………………………19五、附錄…………………………………………………………23六、總結(jié)…………………………………………………………2631湖北工業(yè)大學(xué)七、致謝…………………………………………………………1331湖北工業(yè)大學(xué)一、設(shè)計要求以及小組工作分配1.數(shù)字控制的DC-DC變換器如下圖,設(shè)計一個DC-DC變換電路:DC-DCI1I2UiUo+_+_要求與提示:1、當(dāng)輸入電壓Ui在10~15V變化時,輸出電壓Uo=20V不變,Uo穩(wěn)態(tài)相對誤差不超過2%,即恒壓輸出;2、輸出負(fù)載電流I2范圍0~1A;3、試計算
6、電源效率4、主電路可以采用boost電路(升壓電路),控制電路可以采用PIC16F8872.組員任務(wù)分配1、查詢資料2、電路設(shè)計3、參數(shù)計算31湖北工業(yè)大學(xué)4、PIC編程學(xué)習(xí)5、仿真學(xué)習(xí)6、焊制電路板二、設(shè)計方案分析1.全控型器件MOSFET管的介紹1.1簡單介紹MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),F(xiàn)ET(FieldEffectTransistor場效應(yīng)晶體管),即以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體(S)的場效應(yīng)晶體管。功率場效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中
7、的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),簡稱功率MOSFET(PowerMOSFET)。結(jié)型功率場效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管(StaticInductionTransistor--SIT)。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流,驅(qū)動電路簡單,需要的驅(qū)動功率小,開關(guān)速度快,工作頻率高,熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR,但其電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。功率MOSFET的種類:按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為:耗盡型—31湖北工業(yè)大學(xué)當(dāng)柵極電壓為零時漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道;增強型—對于N(P)