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《電力電子技術(shù)-mosfet降壓斬波電路設(shè)計（純電阻負(fù)載）_本科論文.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有電氣工程及其自動化專業(yè)《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書班級電氣1203班學(xué)號1210240109姓名設(shè)計時間2014年12月10日指導(dǎo)教師銀川能源學(xué)院2014年12月10日電力電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計任務(wù)書題目:MOSFET降壓斬波電路設(shè)計（純電阻負(fù)載）初始條件：1、輸入直流電壓：Ud=100V2、輸出功率：300W3、開關(guān)頻率5KHz4、占空比10%~90%5、輸出電壓脈率：小于10%要求完成的主要任務(wù):（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、根據(jù)課程設(shè)計題目，收集相關(guān)資料、設(shè)計主電路、控制
2、電路；2、用MATLAB/Simulink對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真；3、撰寫課程設(shè)計報告——畫出主電路、控制電路原理圖，說明主電路的工作原理、選擇元器件參數(shù)，說明控制電路的工作原理、繪出主電路典型波形，繪出觸發(fā)信號（驅(qū)動信號）波形，并給出仿真波形，說明仿真過程中遇到的問題和解決問題的方法，附參考資料。目錄一.設(shè)計要求與方案11.1設(shè)計要求11.2設(shè)計方案1二.降壓斬波電路設(shè)計方案22.1降壓斬波電路原理圖22.2降壓斬波電路工作原理圖2三.控制電路33.1工作原理43.2控制芯片介紹5四.MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計64.1驅(qū)動電路方案選擇64.2驅(qū)動電路
3、原理7五.電路各元件的參數(shù)設(shè)定85.1MOSFET簡介85.2功率MOSFET的結(jié)構(gòu)85.3功率MOSFET的工作原理95.4各元件參數(shù)計算9六.保護(hù)電路106.1主電路器件保護(hù)106.2負(fù)載過壓保護(hù)11七．仿真電路及其仿真結(jié)果117.1仿真結(jié)果分析15八．總結(jié)16九．參考文獻(xiàn)18MOSFET降壓斬波電路設(shè)計一.設(shè)計要求與方案1.1設(shè)計要求①利用MOSFET設(shè)計一個降壓斬波電路。②輸入直流電壓=100V，輸出功率P=300W。③開關(guān)頻率為5KHz，占空比10%到90%。④輸出電壓脈率小于10%。1.2設(shè)計方案電力電子器件在實際應(yīng)用中，一般是由控制電
4、路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路及以電力電子器件為核心的主電路組成一個系統(tǒng)。由信息電子電路組成的控制電路按照系統(tǒng)的工作要求形成控制信號，通過驅(qū)動電路去控制主電路中電路電子器件的導(dǎo)通或者關(guān)斷，來完成整個系統(tǒng)的功能?？刂齐娐犯鶕?jù)MOSFET降壓斬波電路設(shè)計任務(wù)要求設(shè)計主電路、驅(qū)動電路。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。驅(qū)動電路主電路圖1電路結(jié)構(gòu)圖在圖1結(jié)構(gòu)框圖中，控制電路用來產(chǎn)生MOSFET降壓斬波電路的控制信號，控制電路產(chǎn)生的控制信號傳到驅(qū)動電路，驅(qū)動電路把控制信號轉(zhuǎn)換為加在MOSFET控制端與公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號。通過控制MOSFET的開通和關(guān)斷來控制M
5、OSFET降壓斬波電路工作?？刂齐娐分斜Ｗo(hù)電路是用來保護(hù)電路，防止電路產(chǎn)生過電流、過電壓現(xiàn)象而損壞電路設(shè)備。18二.降壓斬波電路設(shè)計方案2.1降壓斬波電路原理圖降壓斬波電路的原理圖以及工作波形如圖2所示。該電路使用一個全控型器件V，也可使用其他器件，若采用晶閘管，需設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路。圖中為MOSFET。為在MOSFET關(guān)斷時給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管VD。斬波電路主要用于電子電路的供電電源，也可拖動直流電動機或帶蓄電池負(fù)載等，后兩種情況下負(fù)載中均會出現(xiàn)反電動勢，如圖中U0(t)所示。若負(fù)載中無反電動勢時，只需令U0(t)=
6、0，以下的分析及表達(dá)式均可適用。圖2降壓斬波電路原理圖2.2降壓斬波電路工作原理圖直流降壓斬波電路使用一個全控型的電壓驅(qū)動器件MOSFET，在t=0時刻驅(qū)動V導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電，負(fù)載電壓U0=E，負(fù)載電流i0按指數(shù)曲線上升。當(dāng)t=t1時，控制MOSFET關(guān)斷負(fù)載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓U0近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動小，通常使串聯(lián)的電感L值較大。電路工作時的波形圖如圖3所示。圖3降壓斬波電路的工作波形至一個周期T18結(jié)束，再驅(qū)動MOSFET導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。當(dāng)電路工作處于穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載電流在一個周期的初值
7、和終值相等，如圖3所示。負(fù)載電壓平均值為（2.1）（2.2）負(fù)載電流平均值為式中，ton為MOSFET處于通態(tài)的時間；toff為MOSFET處于斷態(tài)的時間；T為開關(guān)周期；為導(dǎo)通占空比。由式（1.1）可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值U0最大為U，減小占空比，U0隨之減小。因此將該電路稱為降壓斬波電路。也稱buck變換器。根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)試的方式不同，可分為三種工作方式：1)保持開關(guān)導(dǎo)通時間不變，改變開關(guān)T，稱為頻率調(diào)制工作方式；2)保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時間，稱為脈沖寬調(diào)制工作方式；3)開關(guān)導(dǎo)通時間和開關(guān)周期T都可調(diào)，稱為混合型。三.
8、控制電路控制電路需要實現(xiàn)的功能是產(chǎn)生控制信號，用于控制斬波電路中主功率器件的通斷，通過對占空比的調(diào)節(jié)達(dá)到控制輸出電壓大小的
