DCDC变换器设计总结(3)

2019-05-26 20:34

湖北工业大学

4.DC-DC升压斩波电路稳压原理

在如下图所示的结构框图中,控制电路用来产生MOSFET降压斩波电路的控制信号,控制电路产生的控制信号传到驱动电路,驱动电路把控制信号转换为加在MOSFET控制端与公共端之间,可以使其开通或关断的信号。通过控制MOSFET的开通和关断来控制MOSFET降压斩波电路工作。用单片机输出PWM方波(经过驱动电路放大后)控制MOS管的开关,来调节输出电压。将输出电压送回PIC单片机模数转换模块,通过反馈调节PWM占空比调节电压,使输出稳定。控制电路中保护电路是用来保护电路,防止电路产生过电流、过电压现象而损坏电路设备。

控制电路

驱动电路

主电路 11

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三、主要电路设计

1、主电路设计,升压斩波主电路前面已经提到过,这里直

接给出电路图

2、控制电路设计

控制电路需要实现的功能是产生PWM波信号,用于控制斩波电路主要功率器件MOSFET的通断,通过对占空比的调节,达到控制输出电压的大小稳定。

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3、驱动电路设计

该驱动部分是连接控制部分和主电路的桥梁,该部分主要完成以下几个功能:

(1)提供适当的正向和反向输出电压,使电力MOSFE 管可靠的开通和关断;

(2)提供足够大的瞬态功率或瞬时电流,使MOSFET能迅速建立栅控电场而导通;

(3)尽可能小的输入输出延迟时间,以提高工作效率; (4) 足够高的输入输出电气隔离性能,使信号电路与栅极驱动电路绝缘;

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(5)具有灵敏的过流保护能力。

而电力MOSFET 是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它的第一个显著特点是驱动电路简单,需要的驱动功率小;第二个显著特点是开关速度快、工作频率高。但是电力MOSFET电流容量小,耐压低,多用于功率不超过10Kw 的电力电子装置。

在功率变换装置中,根据主电路的结构,起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器,兼有光耦隔离和电磁隔离的优点,是中小功率变换装置中驱动器件的首选。根据设计要求、驱动要求及电力MOSFET 管开关特性,选择如下电路来完成

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4、保护电路设计

电力电子电路中,除了电力电子器件参数选择合适,驱动电路设计良好外,采用合适的过电压保护、过电流保护、du/dt保护和di/dt也是必须的。

抑制过电压的方法:用非线性元件限制过电压的幅度,用电阻消耗生产过电压的能量,用储能元件吸收生产过电压的能量。

对于非线性元件,不是额定电压小,使用麻烦,就是不宜用于抑制频繁出现过电压的场合。所以我们选用用储能元件吸收生产过电压的能量的保护。使用RC吸收电路,这种保护可以把变压器绕组中释放出的电磁能量转化为电容器的电场能量储存起来。由于电容两端电压不能突变,所以能有效抑制过电压,串联电阻消耗部分产生过电压的能量,并抑制LC回路的震动。保护电路如图所示。

除此之外还有其他的保护装置,如下:

一、防止阳极电压上升率过高保护

在保护电路中串联接入适当的电感即可起到防止阳极电压上升

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