boost變換器設計

1、BOOST 變換器設計11 總體設計思路1.1 設計目的升壓斬波電路是最基本的斬波電路之一，利用升壓斬波電路可以實現對直流的升壓變化。所以，升壓斬波電路也可以認為是直流升壓變壓器，升壓斬波電路的應用主要是以 Boost 變換器實現的。升壓斬波電路的典型應用有：一、 直流電動機傳動，二、單相功率因數校正（Power Factor Correction PFC）電路，三、交直流電源。直流升壓斬波電路的應用非常廣泛，原理相對比較簡單，易于實現

2、，但是，設計一個性能較好變壓范圍大的 Boost 變換器并非易事，本設計的目的也就在于尋求一種性能較高的斬波變換方式和驅動與保護裝 置。1.2 實現方案本設計主要分為五個部分：一、直流穩(wěn)壓電源（整流電路）設計，二、Boost 變換器主電路設計，三、控制電路設計，四、驅動電路設計，五、保護電路設計。 直流穩(wěn)壓電源的設計相對比較簡單，應用基本的整流知識，該部分并非本設計的重點，本設計的重點在于主電路的設計，主電路一般由電感、電容、電力二極管

3、、和全控型器件 IGBT 組成，主電路的負載通常為直流電動機，控制電路主要是實現對 IGBT 的控制，從而實現直流變壓。主電路是通過 PWM 方式來控制 IGBT 的通斷,使用脈沖調制器 SG3525 來產生 PWM 的控制信號。設計主電路的輸出電壓為 75V，本設計采用閉環(huán)負反饋控制系統，將輸出電壓反饋給控制端，由輸出電壓與載波信號比較產生 PWM 信號，達到負反饋穩(wěn)定控制的目的。BOOST 變換器設計32.1.1 變壓環(huán)節(jié)由于直流電

4、壓源輸入電壓為 220V 電網電壓，一般情況下，所需直流電壓的數值遠小于電網電壓，因此需通過電源變壓器降壓后，再對小幅交流電壓進行處理。變壓器的電壓比及副邊電壓有效值取決于電路設計和實際需要。 2.1.2 整流環(huán)節(jié)變壓器變壓器副邊電壓通過整流電路從交流電壓轉換為直流電壓，即將正弦波電壓轉換為單一方向的脈動電壓，半波整流電路和全波整流電路的輸出波 形如上圖所畫?？梢钥闯觯麄兙休^大的交流分量，會影響負載電

5、路的正常工作；例如，交流分量將混入輸入信號被放大電路放電，甚至在放大電路的輸出端所混入的電源交流分量大于有用信號；因而不能直接作為電子電路的供電電源。應當指出，圖中整流電路輸出端所畫波形是未接濾波電路時的波形， 接入濾波電路后波形將有所變化。2.1.3 濾波環(huán)節(jié)為了減小電壓的脈動，需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑理想情況下，應將交流分量全部濾掉，使濾波電路的輸出電壓僅為直流電壓。對于穩(wěn)定性不高的電子電路，整流、濾波后的直流電壓可以

6、作為供電電源。本設計采用 LC 濾波電路，這種電路具有較強適應性，帶負載能力較強。二極管的導通角 較大，整流管的沖擊電流較小。 ?2.1.4 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)雖然整流濾波電路能將交流電壓變換成較為平滑的直流電壓，但是，一方面，由于輸入電壓平均值取決于變壓器副邊電壓的有效值，所以電網電壓波動 時，輸出電壓平均值也隨之產生；另一方面，由于整流電路內阻存在，當負載 變化時，內阻上的電壓將產生變化。因此，整流濾波電路輸出電壓會隨著電網電壓的波動而波動，