- 1、本文档共21页,可阅读全部内容。
- 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
电力电子技术课程设计-MOSFET降压斩波电路设计(纯电阻负载)汇
提供全套毕业论文,各专业都有
电气工程及其自动化专业
《电力电子技术》课程设计任务书
班级 电气1203班 学号 1210240109 姓名 设计时间 2014年12月10日 指导教师
银川能源学院
2014年12月10日
电力电子技术课程设计任务书课程设计任务书
题 目: MOSFET降压斩波电路设计(纯电阻负载)
初始条件:
1、输入直流电压:Ud=100V 2、输出功率:300W 3、开关频率5KHz 4、占空比10%~90%
5、输出电压脉率:小于10%
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等
具体要求)
1、根据课程设计题目,收集相关资料、设计主电路、控制电路; 2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真;
3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图,说明主电路的工作原理、选择元器件参数,说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形,绘出触发信号(驱动信号)波形,并给出仿真波形,说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法,附参考资料。
目录
一.设计要求与方案 1
1.1 设计要求 1
1.2 设计方案 1
二.降压斩波电路设计方案 2
2.1降压斩波电路原理图 2
2.2降压斩波电路工作原理图 2
三.控制电路 3
3.1工作原理 4
3.2控制芯片介绍 5
四. MOSFET驱动电路设计 6
4.1驱动电路方案选择 6
4.2 驱动电路原理 7
五.电路各元件的参数设定 8
5.1 MOSFET简介 8
5.2功率MOSFET的结构 8
5.3功率MOSFET的工作原理 9
5.4各元件参数计算 9
六. 保护电路 10
6.1主电路器件保护 10
6.2 负载过压保护 11
七. 仿真电路及其仿真结果 11
7.1仿真结果分析 15
八.总结 16
九.参考文献 18
MOSFET降压斩波电路设计
一.设计要求与方案
1.1 设计要求
①利用MOSFET设计一个降压斩波电路。
②输入直流电压=100V,输出功率P=300W。
③开关频率为5KHz,占空比10%到90%。
④输出电压脉率小于10%。
1.2 设计方案
电力电子器件在实际应用中,一般是由控制电路、驱动电路、保护电路及以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号,通过驱动电路去控制主电路中电路电子器件的导通或者关断,来完成整个系统的功能。
根据MOSFET降压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动电路。其结构框图如图1所示。
图1 电路结构图
在图1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。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。
二.降压斩波电路设计方案
2.1降压斩波电路原理图
降压斩波电路的原理图以及工作波形如图2所示。该电路使用一个全控型器件 V,也可使用其他器件,若采用晶闸管,需设置使晶闸管关断的辅助电路。图中为MOSFET。为在MOSFET关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等,后两种情况下负载中均会出现反电动势,如图中U0(t)所示。若负载中无反电动势时,只需令U0(t)=0,以下的分析及表达式均可适用。
图2降压斩波电路原理图
2.2降压斩波电路工作原理图
直流降压斩波电路使用一个全控型的电压驱动器件MOSFET,在t=0时刻驱动V导通,电源向负载供电,负载电压U0=E,负载电流i0按指数曲线上升。当t=t1时,控制MOSFET 关断负载电流经二极管VD 续流,负载电压U0近似为零,负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小,通常使串联的电感L值较大。电路工作时的波形图如图3所示。
图3降压斩波电路的工作波形
至一个周期T结束,再驱动MOSFET导通,重复上一周期的过程。当电路工作处于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等,如图3所示。
负载电压平均值为
(2.1)
负载电流平均值为
式中,ton为MOSFET处于通态的时间;toff为MOSFET处于断态的时间;T为开关周期;为导通占空比。
由式(1.1)可知,输出到负载的电压平均值U0最大为U,减小占空比,U0随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck变换器。
根据对输出电压平均值进行调试的方式不同,可分为
文档评论(0)