直流斩波课程设计电力电子.doc
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1、摘要:利用PWM控制DC/DC变换的原理,给出了一种基于IGBT功率器件设计方法,并对该系统进行了试验,给出了试验结果。 关键词:Buck变换器 PWM IGBT 80C196KC蓄电池正常充电时,比较好的充电方法是分级定流方式,即在充电初期用较大的电流,充到一定的时间后,改用较小的电流,至充电后期改用更小的电流。这种充电方法的效率高,所需充电时间较短,充电的效果也好,并且对延长电池的使用寿命有利。 针对这种要求,本文设计了可改变电流大小的恒流充电系统。1 系统结构及设计系统结构如图1所示。交流市电经AC/DC整流得到直流电压Vbus,Vbus经IGBT DC/DC斩波后供给电池作为充电电压。
2、根据恒流充电的要求,将电池的充电电流作为反馈信号实施闭环控制。给定充电电流I*与实际充电电流反馈信号I比较得误差e,经PID调节器调节后送PWM控制器产生PWM控制信号,再经隔离驱动控制功率开关管IGBT的开与导通,进行DC/DC降压斩波,实时改变充电电压的大小,从而实现恒流充电的功能。1.1 斩波及驱动设计直流DC/DC斩波电路采用Buck降压变换器的形式,如图2所示。电感L2之前为Buck变换器,Buck变换器有电感电流连续工作模式和不连续工作模式。适当选取电感L1的大小,可使Buck变换器电感电流为连续状态。而连续状态下的电感电流为锯齿波,为了更好地平滑电流,在变换器后再接一平波电感L2
3、。反馈控制系统的一个重要设计准则就是保证跟踪的快速性。由于L1及滤波电容都放大,因而时滞大,所以在此不用与电池(BAT)相串的L2电流作为反馈,而以L1的电流为反馈。IGBT为全控型晶体管,通过控制其栅极G端高低电平可控制其导通与关断。D为续流二极管。设IGBT开关周期为T,开通时间为Ton,判断时间为Toff,占空比为d,则有关系式:Ton+Toff=TUc=(Ton/T)VBusd=Ton/T开关周期固定,通过控制占空比d可实现对Uc的控制。IGBT的驱动采用TLP250芯片。TLP250内部有光耦隔离。为了实现IGBT的快速关断,在使其关断时,需为G、E端提供一负偏压。TLP250的驱动
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