升壓斬波電路設(shè)計(jì)

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1、電力電子課程設(shè)計(jì)班級：自動化10-6姓名：郭勝目錄一、綜述1二、電路組成12.1、電容濾波二極管不可控整流電路12.1.1、電容濾波二極管不可控整流電路的電路圖12.1.2、電路分析22.2、PWM控制電路32.2.1、TL494內(nèi)部組成與功能32.2.2、PWM控制電路42.3、驅(qū)動電路42.3.1、功率驅(qū)動集成芯片IR211052.3.2、基于IR2110的驅(qū)動電路52.4、boost升壓斬波電路62.4.1、boost升壓斬波電路圖62.4.2、boost斬波電路原理分析62.4.2.1、基于實(shí)際電路的分析62.4.2.2

2、、對于電路的粗略估算82.4.2.3、開關(guān)頻率和占空比對電路的影響8三、總電路圖及其調(diào)試10四、參考文獻(xiàn)12一、綜述本直流斬波電路基于TL494脈沖觸發(fā)電路設(shè)計(jì)，采用IRf640N電力MOS管和IR2110驅(qū)動芯片。本電路由四部分組成：電容濾波二極管不可控整流電路，PWM控制電路，驅(qū)動電路，boost斬波電路。工頻正弦交流電經(jīng)電容濾波二極管不可控整流電路整流，變?yōu)榫哂泻苄〖y波的直流電，作為boost斬波電路的直流電壓輸入，以TL494芯片為核心的脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生PWM波，經(jīng)由以IR2110為核心的驅(qū)動電路接至MOS管的門極和原極

3、，控制MOS管的開斷，進(jìn)而影響boost斬波電路的占空比，通過改變PWM波的占空比改變boost斬波電路輸出電壓。同時利用TL494的兩個誤差放大器設(shè)置過電壓保護(hù)和過電流保護(hù)，驅(qū)動電路將控制電路和主電路經(jīng)行電氣隔離，對控制電路起保護(hù)作用。二、電路組成本電路共有四部分：電容濾波二極管不可控整流電路，PWM控制電路，驅(qū)動電路，boost升壓斬波電路。2.1、電容濾波二極管不可控整流電路2.1.1、電容濾波二極管不可控整流電路的電路圖該電路輸出是具有很小紋波的直流電壓，波形近似為：112.1.2、電路分析如上圖，假設(shè)經(jīng)過整流后的電壓的

4、幅值U，則一個周期內(nèi)的波形為當(dāng)電路開始工作時，電源先對電容和負(fù)載進(jìn)行供電，此時電容處于充電狀態(tài)，直到電容電壓大于整流后的電源輸出電壓，此時電流為零：故當(dāng)電容開始放電時的電壓為此后二極管飯后截至，電容開始放電，直到電容電壓再次和電源輸出電壓相同：解得：11根據(jù)具體的參數(shù)和，利用作圖法可以求得電容電壓和整流輸出電壓相等時的電角度。易知當(dāng)負(fù)載越大時，濾波電壓波動性越大，電容越大時，波動性越小。2.2、PWM控制電路本電路基于TL494電壓型脈沖寬度調(diào)制電路，TL494集成了全部的脈寬調(diào)制電路。片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個

5、（一個電阻和一個電容）。內(nèi)置誤差放大器。內(nèi)置5V參考基準(zhǔn)電壓源?？烧{(diào)整死區(qū)時間。內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動能力。推或拉兩種輸出方式。本電路利用兩誤差放大器，和死區(qū)時間引腳，完成過電壓保護(hù)，過電流保護(hù)和軟開關(guān)功能。2.2.1、TL494內(nèi)部組成與功能TL494內(nèi)部含有一個線性鋸齒波發(fā)生器，兩個誤差放大器，一個死區(qū)時間比較器，一個PWM比較器，脈沖換向器。振蕩器的震蕩頻率（開關(guān)頻率）有外接的定式電阻和定式電容決定，，的值與振蕩頻率的關(guān)系為：鋸齒波的幅度與誤差放大器的輸出電壓由脈寬調(diào)制（PWM）比較器進(jìn)行比較，PWM比較器的

6、輸出送到脈沖觸發(fā)電器和輸出控制邏輯。11誤差電壓由誤差放大器產(chǎn)生，誤差放大器將輸出電壓和5V內(nèi)部備參考電壓內(nèi)部參考源之間的電壓差放大，第二個誤差放大器通常用來完成電流的限制功能。輸出控制邏輯用來選擇功率管推挽輸出還是單端輸出。死區(qū)時間控制用來防止兩個輸出晶體管的同臺交疊。如果死區(qū)時間控制接地，死區(qū)時間占總周期的3-5%?？梢杂猛饨与娮璧碾娙輥砀纳普`差放大器的頻響。這些外接元件通常接在補(bǔ)償端和誤差放放大器的反相輸入端之間。2.2.2、PWM控制電路引腳12，11,8,接到24V直流電源，反饋電壓接在誤差放大器1的同相輸入端，其反相

7、輸入端引腳2通過4.7K的電阻與TL494內(nèi)部基準(zhǔn)電源的輸出端引腳14相連接。在反饋引腳3與引腳2之間介入RC反饋網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成高頻增益及抑制高頻寄生振蕩。死區(qū)時間控制引腳4通過10K電阻接地，并且與引腳14之間通過10電容相連，電阻和電容構(gòu)成軟啟動電路。當(dāng)系統(tǒng)上電時，由于電容的兩端電壓不能突變，所以引腳14輸出的5V基準(zhǔn)電壓全部加在軟啟動電阻上，使死區(qū)控制引腳4處于高電平，死區(qū)時間比較器的輸出為高電平，輸出極截止，變換器不工作，兩個Tip32管截止，開關(guān)電源無輸出。隨著軟啟動電容逐漸充電，電容兩端的電壓逐漸升高，軟啟動電阻兩端的電

8、壓逐漸降低，輸出晶體管逐漸開通，兩個Tip321管逐漸開始工作。在變換器正常工作過程中，軟啟動電阻兩端的電壓近似為零。誤差放大器2的同相輸入端引腳15通過1K電阻與boost輸出電路的接地端連接在一起，反相輸入端接地，用于抑制boost輸出端電流過大。9,10引