直流斩波电路给蓄电池充电设计方

课程设计说明书N O.1

直流斩波电路给蓄电池充电设计

一、设计目的

1、直流斩波电路的选择

2、主电路的设计

3、晶闸管电流、电压额定的选择

4、驱动电路的设计

5、保护电路的设计

6、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图

7、掌握两种基本斩波电路的工作状态

8、了解电路图的波形情况

二、设计技术方案

1主电路的设计

图1主电路图

图 1 为直接接电网的直流斩波电路的结构图。开关器件 V 采用 IGBT,驱动电路采用EXB841,PWM 脉宽调制电路采用 494 芯片 ,负载为蓄电池和滤波电抗器L2。LEM微电流传感器。

PWM 电路的输出u 为频率恒定脉宽可调的脉冲列信号。脉宽受 u 控制 ,u 最大为15V,最小值为零伏。随 u 的减小 ,u 的脉宽增加。u 经驱动电路中的光电隔离后变换成波形与 u 相同的驱动信号u 。但u 的高电平为 +15V ,低电平为 -15V。

沈阳大学

沈阳大学

图四驱动电路3．供电电路设计

图五供电电路沈阳大学

4.IGBT 的保护措施

4.1 过电压保护

（1）设置过电压洗手电路，针对直接接电网的斩波电路。可在电解电容器两端并联无感电容座位高频下的过电压吸收电路。

（2） 主电路各元件之间的连线应尽量短。因为在高速开关状态，过长的连线会导致因存在较大的线路电感而产生感应过电压。经验表明，将滤波电解电容C.开关管V 和续流二极管VD 三个元件做在一块印刷电路板上是明智的选择。

4.2 过电流保护

（1）在驱动电路中已含有过载检测电路，过载时发出过载信号，通过PWM 电路封锁脉冲、

（2）在IGBT 回路中设置电流检测元件LEM ，将检出的电流信号U0经过一个高速比较器得到一个过载信号。此信号送给PWM 电路，以便发出封锁脉冲指令。实践表明，此方法有效。

其中，保护电路设计如下：

图六保护电路

三、 设计结果与分析

在 u 为高电平时 ,IGBT 导通 ,斩波器输出电源电压 U 。在 u 为低电平时 ,斩波器输出电压为零。于是在负载两端得到脉冲电压u ,u 波形如图 2 所示。 为 IGBT 导通时间 , 为 IGBT 关断时间。输出的电压u 的平均值为

s on U T

t U 0 式中：

T-IGBT 的工作周期 T=

f

1 f-IGBT 的工作频率Hz

ρ-占空比，ρ=T t on =2/5 S U -三相滤波器经滤波后的直流电源电压平均值220V

02.050

1==T s on t =2/5T

s on U T

t U =0=88V 设R=880Ω

0I =R

U 0=0.1A 波形如图 2 所示