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直流升压斩波电路设计

学院： 电气与信息工程学院

学生姓名： 凌 昇

指导教师：董恒 职称/学位硕士

专业： 电气工程及其自动化

班 级： 电气本1201

学 号： 1230120148

完成时间： 2015年6月

目录

TOC\o1-5\h\z绪论 -1 -

\oCurrentDocument1直流升压斩波电路的设计思想 -3 -

\oCurrentDocument1.1直流升压斩波电路原理 -3 -

1.2参数计算 -4 -

\oCurrentDocument2直流升压斩波电路驱动电路设计 -5 -

3直流升压斩波电路保护电路设计 -6 -

\oCurrentDocument3.1过电流保护电路 -6 -

\oCurrentDocument3.2过电压保护电路 -6 -

4直流升压斩波电路总电路的设计 -8 -

\oCurrentDocument5直流升压斩波电路仿真 -9 -

\oCurrentDocument5.1仿真模型的选择 -9 -

\oCurrentDocument5.2仿真结果及分析 -9 -

致谢 错误！未定义书签。

\oCurrentDocument参考文献 -12-

附录：元件清单 -13-

绪论

直流升压电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器，在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。

早期的直流装换电路，电路复杂、功率损耗、体积大，使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小，便于集成；功率损耗少，符合当今社会生产的要求；所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。

本设计基于《电力电子技术》课程，充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路，实现直流升压。

IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(HybridIntegratedCircuitForDrivingIGBTModules)。在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能。M57962L是一种高速驱动电路，驱动信号延时tPLH和tPHL最大为1.50〃s。可以驱动600V/400V级的IGBT模块°M57962L工作程序：当电源接通后，首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路，IGBT的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断IGBT的栅极驱动信号，同时在“8”脚输出低电平“过载/短路”指示信号。lGBT正常时，输入信号经光电耦合接口电路，再经驱动级功率放大后驱动IGBT。

M57962L采用双电源+Vcc和VEE，原理结构图如图1所示。电路组成：（1）放大隔离电路；（2）定时复位电路；（3）过流检测电路；（4）过流输出电路。

4

L锁存检测屯路定时星位旭路

L锁存

检测屯路

定时星位旭路

接口电路

图2

图2直流升压斩波电路原理图

1直流升压斩波电路的设计思想

1.1直流升压斩波电路原理

高于电源的电压，二极管的作用是阻断V导通是，电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为L，同时C的电压向负载供电，因c值很大，输出电压七为恒值，记为uo。设V通的时间为t此阶段L

高于电源的电压，二极管的作用是阻断V导通是，电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。

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