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1、 电力电子课程综合实训课程设计题 目: MOSFET 升压斩波电路设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级：指导教师 ：姓名分工制作设计任务书、元器件选择、电路参数计算、波形分析仿真图线路连接、电路工作原理分析资料搜集、电路图检查2015年6月目 录第一章 前言.11.1 概述.11.2 MOSFET 介绍.11.3 PWM 控制芯片 SG3525 介绍.1第二章 MOSFET 升压斩波电路设计.22.1 设计要求.22.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明.22.1.1 总体方案.22.3 设计方案各电路简介.22.3.1 电容滤波单相不可控整流电路.22.3.2 MOSFET 斩波电路
2、.32.3.3 触发电路.32.3.3 保护电路.3第三章 MOSFET 升压斩波主电路设计.43.1 电容滤波单相不可控整流电路.43.1.1 电路原理图.43.1.2 电路原理及其工作波形.43.1.3 主要的数量关系.53.2 MOSFET 升压斩波电路.53.2.1 电路原理图.53.2.2 电路原理及其工作波形.53.2.3 主要的数量关系.6第四章 控制电路与保护电路设计.74.1 MOSFET 驱动电路.74.1.1 驱动电路原理图.74.1.2 电路工作原理.74.2 保护电路.84.1.1 变压器的保护.8第五章 总体电路原理图及其说明.95.1 总体电路原理图.95.2 M
3、ATLAB 仿真电路图.95.3 仿真波形图.105.4 波形分析.11参考文献.13第六章 心得体会.141第 1 章 前言1.1 概述直流斩波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斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。MOSFET 升压斩波电路又称为boost 变换器，它对输入电压进行升压变换。通过控制电路的占空比即通过MOSFET 来控制升压斩波电路的输出电压。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
4、制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件 MOSFET 在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。本文设计的是一个可调的直流升压斩波电源，利用 MOSFET 升压直流斩波电路原理,将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter） 。直流斩波电路的控制电路用 PWM 控制芯片 SG3525 为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波。1.2 MOSFET 介绍MOSFET 是金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。MOSFET 依照其“通道
5、”的极性不同，可分为 N 沟道型与 P 沟道型的 MOSFET，通常又称为NMOSFET 与 PMOSFET，其他简称尚包括 NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET 等。1.3 SG3525 介绍随着电能变换技术的发展，功率 MOSFET 在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司（Silicon General）推出 SG3525。SG3525 是用于驱动 N 沟道功率 MOSFET。SG3525 是电流控制型 PWM 控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比
6、较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。2第 2 章 MOSFET 升压斩波电路设计2.1 设计要求1、输入直流电压：Ud=50V2、输出功率：300W3、开关频率 5KHz4、占空比 10%50%5、输出电压脉率：小于 10%2.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明2.1.1 总体方案整流电路电源MOSFET 斩波电路负载保护电路触发电路图 1 MOSFET 升压斩波电路基本组成框图32.3 设计方案各电路简介2.3.1 电容滤波单相不可控整流电路电容滤波单相不可控整流电路常用于小功率单相交流输入场合。本设计中采用的是单相桥式接法，其作用是将直接输入的 2
