值,即 URM=1.414U2,根据上面的选择原则可知选择二极管的最大整流电流I≧(1.1I0)/2≈0.5(U2/R);最大反向电压UR≧1.12U2=1.12×55=37.34V。
滤波电容的选择:C=(5T/2)/RL。
图1.5 整流电路仿真结果电路图
2.2 buck斩波电路
降压斩波电路图如下图所示,仿真时电路如下(以24V直流电源代替整流电源,以脉冲发生器代替驱动电路和控制电路):
图2.1 降压斩波电路原理图
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图2.2 降压斩波电路仿真结果图
2.3、 控制电路
TL494的内部电路(如图3.1)由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。
图3.1 TL494内部电路图
其中1、2脚是误差放大器1的同相和反相输入端;3脚是相位校正和增益
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控制;4脚为间歇期调理,其上加0~3.3V电压时可使截止时间从2%变化到100%。5、6脚分别用于外接振荡电阻RT和振荡电容CT,以确定振荡器产生锯齿波的频率
fosc
;
fosc?1.1RT?CT
式中,RT和CT的取值范围:RT=5~100kQ,CT=0.001~0.1uF。7脚为接地端;8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极;12脚为电源供电端;13脚为输出控制端,该脚接地时为并联单端输出方式,接14脚时为推挽输出方式;14脚为5V基准电压输出端,最大输出电流10 mA);15、16脚是误差放大器2的反相和同相输入端。 TL494脉宽调制控制电路见下:
图3.2 TL494脉宽调制控制电路
2.4、 驱动电路
如图4.1所示,Power MOSFET降压斩波电路的驱动电路提供电气隔离环节。一般电气隔离采用光隔离或磁隔离。光隔离一般采用光耦合器,光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成,封装在一个外壳内。本电路中采用的隔离方法是,先加一级光耦隔离,再加一级推挽电路进行放大。采用的光耦是TLP521-1。为得到最佳的波形,在调试的过程中对光耦两端的电阻要进行合理的搭配。
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图4.1 光耦驱动电路
驱动电路的multisim仿真电路及其结果如下:
图4.2 驱动电路仿真图
原理:控制电路所输出的信号通过TLP521-1光耦合器实现电气隔离,再经过推挽电路进行放大,从而把输出的控制信号放大
其工作原理:当控制端的电压信号u为高电平时,光电耦合器导通,晶体管VT1、VT2导通。VT1导通使得VT3导通,VT2导通使得VT4截止,+Ucc经VT3与Rg向IGBT栅极提供驱动电流,使得IGBT导通。通常+Ucc为+15V,使得IGBT处于饱和导通状态。
当控制端的电压信号u为低电平时,光电耦合器不导通,晶体管VT1、VT2均截止。VT1截止使得VT3截止,VT2截止使得VT4导通,-Ucc经VT4与Rg向IGBT栅极提供反向驱动电流,使得IGBT截止。一般取-Ucc为-5到-10V。由于IGBT截止时,门极处于反向偏置状态,所以具有较强的抗干扰能力。在电路输出级采用互补式的电路可降低驱动器的内阻,并加速IGBT的关断过程。
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2.5 过压保护电路
过压保护要根据电路中过压产生的不同部位,加入不同的保护电路,当达到—定电压值时,自动开通保护电路,所以可分为主电路器件保护和负载保护。
2.5.1 主电路器件保护
当达到—定电压值时,自动开通保护电路,使过压通过保护电路形成通路,消耗过压储存的电磁能量,从而使过压的能量不会加到主开关器件上,保护了电力电子器件。
为了达到保护效果,可以使用阻容保护电路来实现。将电容并联在回路中,当电路中出现电压尖峰电压时,电容两端电压不能突变的特性,可以有效地抑制电路中的过压。与电容串联的电阻能消耗掉部分过压能量,同时抑制电路中的电感与电容产生振荡,过电压保护电路如图6.1所示。
图5.1 RC阻容过电压保护电路图
2.5.2 负载过压保护
如图6.2所示 比较器同相端接到负载端,反相端接到一个基准电压上,输出端接控制芯片10端,当负载端电压达到一定的值,比较器输出Uom抬高10端电位,从而使10端上的信号为高电平时,PWM琐存器将立即动作,禁止SG3525的输出,同时,软启动电容将开始放电。如果该高电平持续,软启动电容将充分放电,直到关断信号结束,才重新进入软启动过程,从而实现过压保护。
电阻的取值,比较器反相端接5.1V电源经变位器后为可调基准电压,比较器同相端电压应在5V以内,取负载输出电压最大值80V来算R20/R18=80/3左右 ,所以R20=100K,R18=4K,R17=10k,R19=2k。
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