开关电源实验指导书 - 图文(5)

2019-08-03 10:14

式中:Ui——电感输出端电压(V);

D?Ton/Ts——占空比; ; fs?1/Ts——开关频率(Hz); I0——输出电流(A)

Ton,Toff?Ts?Ton——输入电压的高电平(导通)时间和低电平(截止)时间,k??I/2I0。

允许的纹波电流?I越小,即k越小,电感L越大,电流纹波越小,可以选择较小的滤波电容;反之,电感L较小,但电容较大。一般选取k=0.05-0.1。

2.调试步骤;

(1)调试前,需确保变压器T2没有接入电路板,若不是,应该将变压器从电路板上拆下,以方便后面电源及驱动波形的测试,直流稳压电源应并联连接。首先从实验箱打开控制电,然后直流稳压电源应并联连接接入电路从零调至24V。

(2)主电源输入端子X4接入24V电源,辅助电源输入端子X6接入±15V。其中±15V电源由开关电源提供,而24V电源由稳压稳流电源提供。上电后,检查辅助电源指示灯±15V(VD19为+15V输出指示,VD18为-15V输出指示),24V(VD26),+5V(VD25),+15V(VD24)是否点亮。需要注意的是:本实验电路主电路与控制电路是隔离的,即主电路输入的24V与控制电路的±15V不共地,VD25和VD24指示的+5V和+15V是由24V经稳压器件变换而来。若所有的电源指示灯指示点亮,则可以继续下面的步骤,否则需检查电源以确保电源部分正常工作。可使用示波器通过观测端子J25和J26观察各电源波形,注意端子旁的漏字说明。 (3)观察控制波形观测J27端子上OA,OB波形,此时需用到示波器两个探头,其中一个探头的地接到J27端子的GND2上,另一探头地悬空。因变压器T2没有接入,主电路没有输出电压,故SG3525的输出OA、OB的占空比达到最大,两个波形高电平之间的时间即为死区时间(见图4)。可通过调节RP4来调节死

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区时间的大小;

图4 SG3525的OA、OB口输出波形

(4)调节RP4,观察J27的CT脚波形变化,需用到示波器一个探头,探头的地接J27的GND2。如图5,CT波形为锯齿波,RP4的变动会使锯齿波的下降时间即死区时间发生变化。另外,调节RP3,会使CT波形的上升段时间发生变化,从而达到开关频率调节,并观测CT波形是否在80kHz上下可调;

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图5 锯齿波与输出波形(SG3525的5脚和4脚的波形)

(5)观察驱动波形观测J13端子的HIN、LIN波形,需用到示波器两个探头,探头的地接到J13的GND3上,且其波形与图4波形相同,只是逻辑关系上相反;

(6)观察主电路观测端子J28的G1、G2波形,因为这两个信号不共地,两个波形必须分两次用示波器来观测。对G1来说,示波器探头应该接G1和E1,对G2来说,示波器探头应该接G2和E2;

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(7)断电后,将绕制的变压器与滤波电感安装上,将负载选择J9短路块断开; (8)接入电源,观察输出电压指示灯VD14是否点亮,若点亮,则测量输出电压观测J23端子或者直接测量电源输出端子X5; (9)观察输出观测J23端子或者直接测量电源输出X5端子观测实验电路输出电压变化,通过调节RP2使输出电压稳定在48V;

(10)观测半桥电路上桥臂开关管V6源极和漏极波形,此时示波器探头接J28的24V和E1。观测半桥电路下桥臂开关管V7源极和漏极波形,此时示波器探头接J28的E1和E2波形;

(11)将负载选择J9短路块装上,分别观察控制波形观测J27端子OA、OB波形,驱动波形观测J13端子HIN、LIN波形,主电路观测J28端子G1E1、G2E2波形,此时示波器探头的接法同上;

(12)观测半桥电路上桥臂开关管V6源极和漏极波形,此时示波器探头接J28的24V和E1。观测半桥电路下桥臂开关管V7源极和漏极波形,此时示波器探头接J28的E1和E2波形;

(13)在实验结束时掉电顺序,先主电路断电,然后控制电路断电。

七.可借鉴的实验波形与结果

以下给出了隔离型DC-DC变换器在开关频率为4kHz,输出电压为48V时,并分别在空载、0.5A、满载时,电源各器件工作波形。 (1)空载情况下:

①SG3525输出驱动波形:

图 6 SG3525D的OA、OB输出

②开关管VDS波形:

图7 上桥臂 VDS波形图 图8 下桥臂VDS波形

③ 采样电阻波形:

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图 9 采样电阻电压波形

④主电路输出二极管VD15、VD16电压波形:

图10 VD15电压波形 图11 VD16电压波形

(2)0.5A负载情况下:

①SG3525输出驱动波形:

图12 SG3525D的OA、OB输出

②开关管VDS波形:

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