电力电子技术课程设计之降压斩波电路

电力电子技术课程设计之降压斩波电路内容摘要：

斩波主电路图 保护电路设计 1）过电压保护 所谓过电压保护，即指流过 IGBT 两端的电压值超过 IGBT 在正常工作时所能承受的最大峰值电压 Um 都称为过电压。 产生过电压的原因一般由静电感应、雷击或突然切断电感回路电流时电磁感应所引起。 其中，对雷击产生的过电压，需在变压器的初级侧接上避雷器，以保护变压器本身的安全；而对突然切断电感回路电流时电磁感应所引起的过电压，一般发生在交流侧、直流侧和器件上，因而，下面介绍直流斩波电路主电路的过电压保护方法。 其电路如图 3 所示 图 3 过电压保护电路 电力电子技术 课程设计 6 2）过电流保护 所谓过电流保护，即指流过 IGBT的电压值超过 IGBT在正常工作时所能承受的最大峰值 Im都称为过电流。 这里采用图 4所示的电路 图 4 过电流保护电路 3） IGBT 的保护 ① 静电保护 IGBT 的输入级为 MOSFET，所以 IGBT 也存在静电击穿的问题。 防静电保护极为必要。 在静电较强的场合， MOSFET 容易静电击穿，造成栅源短路。 采用以下方法进行保护：应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中。 取用器件时，应拿器件管壳，而不要拿引线。 工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时电烙铁功率应不超过 25W，最好使用 12V～ 24V 的低电压烙铁，且前端作为接地点，先焊栅极，后焊漏极与源极。 在测试 MOSFET 时，测量仪器和工作台都必须良好接地， MOSFET 的三个电极未全部接入测试仪器或电路前，不要施加电压，改换测试范围时，电压和电流都必须先恢复到零。 ② 过电流保护 IGBT 过电流可采用集射极电压状态识别保护方法，电路如图 5 所示 图 5 集射极电压状态识别保护电路 ③ 短路保护 电力电子技术 课程设计 7 图 6 短路保护电路 4) 缓冲电路 缓冲电路（吸收电路）的作用主要是抑制器件的内因过电压、 du/dt、过电流和 di/dt，减小器件的开关损耗。 这里采用由 R LC 组成的电路来吸收电压、电流，如图 7。 图 7 缓冲电路 主电路的计算和元器件的参数选型 1）计算 ① 定义开关管导通时间 ton与开关周期 Ts 的比值 为占空比，用 Dc 表示 Dc=ton/Ts ② 电感 Lc= Uo(1Dc)Ts/(2Po*Po) 其中 : Po= Uo*Io ③ 纹波电压 U1= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LC ④ 电容 C= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LU1 2)元器件参数 电力电子技术 课程设计 8 ① 主开关管可以使用 MOSFET,开关频率为 20Hz； ② 输入 200V，输出 50V，可确定占空比为 Dc=25% ③ 选择电感 Lc= Uo(1Dc)Ts/(2Po*Po)=*10^(4)H 这个值是电感电流连续与否的临界值， LLc 则电感电流连续，试剂电感值可选为 倍的临界电感值，可选择为 10˜4H； ④ 据波纹的要求计算电容值 C= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LU1=*10^(4)F ⑤ 当开关频率为 50kHz 时， L=*10^(4)H,C=*10^(4) 四、 Simulink 仿真系统设计 建立一个 buck 的新模型 在“ SimpowerSytems/Electrical Sources” 库中选择” DC voltage source”直流电压模块在对 话框中将直流电压设置为 200V。 如 下 图 ： 在“ SimPowerSystems/Electri。