单相半桥无源逆变电路的设计说明
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计首先,我们来了解一下MOSFET的基本工作原理。
MOSFET是一种场效应晶体管,其工作原理是通过外加电压来控制电流的流动。
MOSFET有三个主要的电极:栅极、漏极和源极。
当栅极施加正向电压时,电流将流过MOSFET;当栅极施加反向电压时,MOSFET将关闭。
MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET组成,分别连接在桥式变换电路的四个支路上。
这四个支路中的两个支路的MOSFET开关状态是互补的,即一个导通,另一个关闭。
通过控制四个MOSFET的开关状态,就可以控制电流的流动方向,从而实现直流到交流的转换。
在设计MOSFET单相桥式无源逆变电路时,需要考虑以下因素:1.MOSFET的选型:选择合适的MOSFET是设计成功的关键。
需要考虑MOSFET的额定电压、最大电流和导通电阻,以满足设计需求。
2.电源电压和输出电压:根据需求确定输入电压和输出电压的范围,确定电路的电源设计和输出滤波电路。
3.充电和放电电路:桥式变换电路需要充电和放电,需要设计合适的充电和放电电路以确保稳定的电流流动。
4.保护电路:考虑到MOSFET的额定电压和最大电流,需要设计合适的保护电路来避免过电流和过压。
5.控制电路:需要一个合适的控制电路来控制MOSFET的开关状态。
可以使用微控制器、门电路或其他逻辑电路来实现。
设计完成后,需要进行仿真和测试来验证设计的可行性和性能。
通过仿真和测试可以评估电路的效率、稳定性和可靠性,并对其进行优化。
总结起来,设计一个MOSFET单相桥式无源逆变电路需要综合考虑MOSFET的选型、电路的电源和输出电压、充电和放电电路、保护电路以及控制电路等因素。
通过详细的设计和实验验证,可以得到一个高效可靠的MOSFET单相桥式无源逆变电路。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用于将直流电转换成交流电的电路。
在没有任何主动元件的控制下,通过合适的电路设计可以实现直流到交流的转换。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算。
一、IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种常用的功率开关元件,同时结合了MOSFET和BJT的优点,具有低开关损耗、高开关速度等特点。
单相桥式无源逆变电路是由四个IGBT和四个二极管组成的桥式整流电路,它可以将直流电源的电压转换成交流电,供给交流电动机等负载使用。
桥式无源逆变电路的工作原理是通过控制IGBT的导通和关断时间来生成脉冲调制信号,进而控制IGBT的输出电压波形。
通过合理的波形控制,可以实现直流到交流的转换。
二、IGBT单相桥式无源逆变电路的电路组成1.IGBT模块:IGBT模块由四个IGBT和四个二极管组成,承担了整流和逆变的功能。
2.LC滤波网络:LC滤波网络由电感器和电容器组成,用于平滑逆变后的脉冲信号,使其更接近于纯正弦波。
3.电源:电源为IGBT单相桥式无源逆变电路提供直流信号,可以采用整流桥或直流电源等形式。
4.纯电阻负载:纯电阻负载是指无感性和无容性的负载,用于测试和验证逆变电路的输出波形。
三、IGBT单相桥式无源逆变电路参数的计算1.IGBT参数的计算:IGBT的参数包括额定电压、额定电流、功率损耗等。
根据所需的载波频率、输入电压和输出功率等参数进行计算。
2.LC滤波网络参数的计算:根据所需的输出频率和负载电流等参数,计算出电感器和电容器的数值。
3.电源参数的计算:根据所需的输入电压、输出功率和效率等参数,选择合适的电源。
四、总结IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电路,用于将直流电转换成交流电供给负载使用。
本文介绍了该电路的设计原理、电路组成以及相关参数的计算方法。
igbt单相电压型半桥无源逆变电路设计
igbt单相电压型半桥无源逆变电路设计本文介绍了一种IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计,该电路采用半桥拓扑结构,通过IGBT管控制开关实现正负半周期无源逆变,具有高效、可靠、稳定等优点。
同时,本文还介绍了电路的设计流程和注意事项。
一、电路拓扑结构IGBT单相电压型半桥无源逆变电路采用半桥拓扑结构,如图1所示。
电路中,IGBT1和IGBT2分别代表上管和下管,L1和L2为变压器的两个线圈,C为输出滤波电容。
该拓扑结构有以下优点:1、半桥结构可以避免直流电离子飘移问题,提高电路的可靠性。
2、IGBT管负责开关电流,电压由变压器自行绝缘,可以避免功率管受到高频电磁干扰而损坏的问题。
3、半桥拓扑结构使得电路的效率较高,能够满足高效、小型化的需求。
二、电路设计1、选择IGBT管根据电路的工作电压和电流,选择适合的IGBT管是很重要的。
可以根据功率、电压承受能力、开关速度、漏电流等因素进行选择。
2、选择变压器变压器是半桥无源逆变电路的关键元件之一,变压器的参数需要根据电路需求进行选择。
如果输出功率较大,则需选择大功率变压器;如果需要较小的体积,则可以选择小型化的变压器。
3、选择输出电容电容可以用来过滤输出端的噪声和杂波。
根据输出电压、输出电流等参数选择适合的电容,并确保电容的电压承受能力充足。
4、电路参数计算根据电路的拓扑结构和工作参数,进行电路参数的计算。
需要计算的参数包括变压器的线圈数、电感值、电容容值等。
这些参数的计算需要根据电路需求进行合理设置。
三、注意事项在使用IGBT管时,需要防止温度过高和静电干扰等问题。
建议在使用IGBT管时加装散热器,并采用静电保护措施,以保证管子的正常工作。
总之,IGBT单相电压型半桥无源逆变电路是一种高效、可靠、稳定的电路结构,在工业自动化控制等领域有着广泛的应用。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计要点
目录MOSFET和电压型无源逆变电路简介 (1)1.MOSFET简介 (1)2.电压型无源逆变电路简介 (1)主电路图设计和参数计算 (2)1.主电路图设计 (2)2.相关参数计算 (2)驱动电路的设计和选型 (4)1.驱动电路简介 (4)2.驱动电路的选用 (4)电路的过电压保护和过电流保护设计 (5)1.过电压保护 (5)2.过电流保护 (7)3.保护电路的选择以与参数计算 (8)MATLAB仿真 (10)1.主电路图以与参数设定 (10)2.仿真结果 (14)总结与体会 (15)附录:电路图 (16)一、MOSFET和电压型无源逆变电路的介绍1.MOSFET简介金属-氧化层半导体场效晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)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(field-effect transistor)。
MOSFET依照其“通道”的极性不同,可分为“N型”与“P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。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置。
2.电压型无源逆变电路简介把直流电变成交流电称为逆变。
逆变电路分为三相和单相两大类。
其中,单相逆变电路主要采用桥式接法。
主要有:单相半桥和单相全桥逆变电路。
而三相电压型逆变电路则是由三个单相逆变电路组成。
如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上,把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去,称为有源逆变。
无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接,而是直接接到负载,即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。
电力电子技术课程设计mosfet电压型单相半桥无源逆变电路设计
电力电子技术课程设计一、课程设计的性质和目的1、性质:是电气自动化专业的必修实践性环节。
2、目的:1)培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力;2)加深理解《电力电子技术》课程的基本理论;3)初步掌握电力电子电路的设计方法。
二、课程设计的题目MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计(阻感性负载)设计条件:(1)输入直流电压:Ui=200V(2)输出功率:500W(3)输出电压波形:1KHz方波三、课程设计的内容,指标内容及要求,应完成的任务1、课程设计的要求1)整流电路的选择2)整流变压器额定参数的计算3)晶闸管(全控型器件)电压、电流额定的选择4)平波电抗器电感值的计算5)保护电路(缓冲电路)的设计6)触发电路(驱动电路)的设计7)画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2、指标要求(1)输入直流电压:Ui=200V;(2)输出功率:500W;(3)输出电压波形:1KHz方波。
3、整流电路的选择整流电路选择感容滤波的二极管整流电路,由于电容两端的电压不能突变,故能够保证输出电压为大小恒定的直流电压。
u d波形更平直,电流i2的上升段平缓了许多,这对于电路的工作是有利的。
4、触发电路(驱动电路)的设计实现逆变的主电路中用的是全控型器件MOSFET,触发电路主要是针对它的触发设计,电路的原理图如下图所示。
跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。
这个很容易做到,但是,我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。
对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。
选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。
而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计资料
IGBT单相桥式无源逆变电路设计资料1.设计原理2.工作过程当输入电压正半周时,IGBT1和IGBT3导通,IGBT2和IGBT4截至,使得直流电源电压施加在纯电阻负载上,电流从A点流向B点。
当输入电压负半周时,IGBT2和IGBT4导通,IGBT1和IGBT3截至,电流从B点流向A点。
通过周期性地控制IGBT管的导通和截至,可以实现对输入电压的逆变转换。
3.性能分析在纯电阻负载情况下,IGBT单相桥式无源逆变电路具有以下特点:1)输出电压波形基本近似正弦波,谐波含量较低,可以满足很多电器设备对电源质量的要求。
2)输出电压最大值等于输入电压的峰值,输出电压最小值为0,可以满足正负半周的电压需求。
3)输出电压频率与输入电压频率相同,可以匹配大多数电器设备的工作频率。
4)可以通过改变IGBT管的导通时间和导通频率来调节输出电压的大小和频率。
5)由于使用了无源逆变,电路效率较高,损耗较小。
4.应用领域1)智能电网中的逆变器装置,用于将电网交流电转换为直流电,以供给电动汽车等设备使用。
2)变频空调、变频电机等设备的电源模块,用于将输入电源转换为合适的频率和电压,以满足设备的工作要求。
3)太阳能光伏逆变器,将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以供给电网使用或给其他设备充电。
4)离网系统中的逆变器,用于将微型风力发电机或小型水力发电机产生的直流电转换为交流电,以供给独立的电力系统使用。
总结:IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常用的电力转换器,适用于各种领域的电源转换应用。
在纯电阻负载情况下,该电路具有输出电压近似正弦波、频率可调、效率高等特点,因此被广泛应用于智能电网、变频设备、太阳能光伏逆变器和离网系统等领域。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计引言无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。
其中,MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常用的设计方案。
本文将详细介绍MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计。
设计思路MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计需要考虑很多因素。
首先,要确定输出交流电的频率和电压,以及所需的输出功率。
其次,要选择合适的MOSFET管件,以确保其能够承受所需的输出功率。
最后,要设计出合适的电路结构和控制策略,以确保电路的稳定运行。
电路结构控制策略为了实现无源逆变电路的正常工作,需要设计合适的控制策略。
一种常用的控制策略是基于PWM(脉冲宽度调制)技术的控制方法。
通过控制上下桥的MOSFET管件的开关频率和占空比,可以实现对输出交流电的频率和电压的调节。
具体的控制策略是,通过对上下桥的交叉触发,控制上下MOSFET管件的开关。
当上半桥导通时,下半桥断开,输出交流电为正半周期;当下半桥导通时,上半桥断开,输出交流电为负半周期。
通过不断交替地进行上下桥的导通和断开,可以实现输出交流电的正常工作。
主要参数的设计在设计MOSFET单相桥式无源逆变电路时,需要确定一些重要的参数。
首先是输入端的直流电压。
根据所需的输出交流电压,可以确定输入端的直流电压。
其次是输出的频率和电压。
根据应用需求,可以指定输出交流电的频率和电压。
最后是输出功率。
根据所需的输出功率,可以选取合适的MOSFET管件。
结果与分析通过对MOSFET单相桥式无源逆变电路的设计,可以得到所需的输出交流电。
通过控制上下桥的MOSFET管件的开关,可以实现对输出交流电的频率和电压的调节。
结论1.唐凤鸣,张仕锁.电力电子器件与电源技术.北京:中国电力出版社,20242.鄂柯.光伏系统无源逆变与控制策略研究.浙江:浙江大学。
IGBT单相桥式无源逆变电路课程设计
IGBT单相桥式无源逆变电路是一种常见的电力电子变换器拓扑结构,广泛应用于各种领域的电力控制和调节中。
本文将详细介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、电路结构、控制策略以及性能评估等方面,并通过课程设计来深入理解和实践这一电路的工作机制。
一、设计原理IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电压转换为交流电压的电力电子变换器。
其基本工作原理是通过控制IGBT管的导通和关断,调节输出电压的大小和频率,实现对负载端的功率调节。
在正半周和负半周分别通过两个IGBT管来实现电压的逆变,从而产生交流输出。
二、电路结构IGBT单相桥式无源逆变电路主要由四个IGBT管和四个二极管组成,其中两个IGBT管和两个二极管串联构成半桥,两个半桥串联形成全桥结构。
通过PWM控制方法,控制IGBT管的导通和关断,实现对输出电压的调节。
三、控制策略1. PWM控制:采用脉冲宽度调制(PWM)控制方法,通过改变PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。
2. 电压闭环控制:通过采集输出电压信号,与设定的参考电压进行比较,控制PWM信号的占空比,实现稳定的输出电压控制。
3. 过流保护:设计合适的过流保护电路,当负载过大时及时切断IGBT 管的导通,以保护设备和负载不受损坏。
四、性能评估1. 效率评估:通过测量输入功率和输出功率,计算电路的效率,评估电路的能量转换效率。
2. 谐波分析:通过示波器等工具对输出波形进行谐波分析,评估谐波含量,检查输出波形的质量。
3. 动态响应:测试电路的动态响应特性,如瞬态响应时间、稳定性等,评估电路的动态性能。
五、课程设计内容1. 电路仿真:使用仿真软件搭建IGBT单相桥式无源逆变电路模型,进行电路仿真分析。
2. 硬件设计:根据电路原理图设计PCB电路板,选取合适的元器件进行电路搭建。
3. 控制程序编写:编写微控制器控制程序,实现对IGBT管的PWM 控制和电压闭环控制。
4. 性能测试与优化:进行电路性能测试,如效率测试、谐波分析、动态响应测试等,根据测试结果进行电路性能优化。
单相半桥无源逆变电路的设计教材
基于MOSFET的单相半桥无源逆变电路的设计设计目的:1·掌握单相桥式全控桥整流电路和单相半桥无源逆变电路的工作原理,进行结合完成交-直-交电路的设计;2·熟悉两种电路的拓扑,控制方法;3·掌握两种电路的主电路,驱动电路,保护电路的设计方法,元器件参数的计算方法;4·培养一定的电力电子的实验和调试能力;5·培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力;6·加深理解《电力电子技术》课程的基本理论;设计指标:MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计(纯电阻负载)(1)输入直流电压:Ui=200V(2)输出功率:500W(3)输出电压波形:1KHz方波总体目标及任务:选择整流电路,计算整流变压器额定参数,选择全控器件的额定电压电流,计算平波电抗器感值,设计保护电路,全控器件触发电路的设计,画出主电路原理图和控制电路原理图,进行Matlab的仿真,画出输出电压,电流模拟图。
1·主电路的设计:(1)整流部分主电路设计:单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图(1):图(1)在单项桥式全控整流电路中,晶闸管VT 1和VT 4组成一对桥臂,VT 2和VT 3 组成另一对桥臂。
在u 2正半周(即a 点电位高于b 点电位),若4个晶闸管均不导通,负载电流i d 为零,u d 也为零,VT 1、VT 4串联承受电压u 2,设VT 1和VT 4的漏电阻相等,则各承受u2的一半。
若在触发角α处给VT1和VT 4加触发脉冲,VT 1、VT 4即导通,电流从a 端经VT 1、R 、VT 4流回电源b 端。
当u 2为零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT 1和VT 4关断。
在u2负半周,仍在触发延迟角α处触发VT 2和VT 3(VT 2和VT 3的α=0处为ωt=π),VT 2和VT 3导通,电流从电源的b 端流出,经VT 3、R 、VT 2流回电源a 端。
单相全桥和半桥无源逆变电路
单相全桥和半桥无源逆变电路学生姓名: 学号: 学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载)指导教师: 职称:2011年12月31日中北大学课程设计任务书11/12 学年第一学期学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化学生姓名: 学号: 课程设计题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载) 起迄日期: 12月25日, 12月31日课程设计地点: 电气工程系实验中心指导教师:系主任:下达任务书日期: 2011年 12月 25 日课程设计任务书1(设计目的:1)培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2)培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3)培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4)提高学生课程设计报告撰写水平。
2(设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等): 设计内容:1、设计一个MOSFET单相桥式无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
2、设计MOSFET单相半桥无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
3(设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计说明书、图纸、实物样品等〕:设计工作任务及工作量的要求:1)根据课程设计题目,收集相关资料、设计主电路和触发电路;2)用Multisim等软件制作主电路和控制电路原理图;3)撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图,说明主电路的工作原理,完成元器件参数计算,元器件选型,说明控制电路的工作原理,用Multisim 或EWB等软件绘出主电路典型的输出波形(比较实际波形与理论波形),绘出触发信号(驱动信号)波形,说明设计过程中遇到的问题和解决问题的方法,附参考资料。
IGBT单相桥式无源逆变电路设计
IGBT单相桥式无源逆变电路设计IGBT单相桥式无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路,广泛应用于电力电子领域中。
无源逆变电路由于不需要任何外部能源,使得其工作更加简单和可靠。
本文将介绍IGBT单相桥式无源逆变电路的设计原理、主要组成部分以及其工作原理等内容。
在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时,需要考虑以下几个关键因素:1.选择合适的IGBT管:IGBT管是无源逆变电路的关键部件,应选择具有适当的功率、电压和电流特性的IGBT管。
同时需要考虑其导通和关断速度,以确保电路的稳定性和工作效率。
2.设计适当的驱动电路:由于IGBT管需要在高频环境下工作,需要设计适当的驱动电路,以提供恰当的电压和电流波形,确保IGBT的正常工作。
3.控制策略设计:无源逆变电路的控制策略是确保电路能够实现所需输出的重要因素。
可以采用脉宽调制(PWM)控制策略,通过控制开关的导通和关断时间,来实现电压和频率的调节。
4.滤波电路设计:逆变电路产生的输出电压可能存在较高的谐波成分,需要设计适当的滤波电路来消除这些谐波,从而获得稳定的交流输出。
1.当输入直流电源施加在桥式电路的直流侧时,根据控制策略,对四个IGBT管进行相应的开通和关断操作。
2.当Q1和Q4管开通,Q2和Q3管关断时,输入直流电源通过Q1管和Q4管流入负载电阻RL,形成正向电压。
3.反之,当Q1和Q4管关断,Q2和Q3管开通时,输入直流电源通过Q2管和Q3管流入负载电阻RL,形成反向电压。
通过适当控制IGBT管的导通和关断时间,可以调节输出的电压和频率,从而实现不同的应用需求。
在设计IGBT单相桥式无源逆变电路时,需要进行合理的元件选择、电路设计和控制策略设计,以确保电路的性能和稳定性。
此外,还需要考虑保护电路的设计,以确保电路和负载的安全性。
单相半桥无源逆变电路的设计文档
1概述1.1课题背景和意义功率MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是最重要的一种功率场效应晶体管,除此之外还有MISFET、MESFET、JFET等几种。
功率MOSFET为功率集成器件,内含数百乃至上万个相互并联的MOSFET单元。
为提高其集成度和耐压性,大都采用垂直结构(即VMOS),如VVMOS(V型槽结构)、VUMOS、SIPMOS等。
图1如图1显示了一种SIPMOS(n沟道增强型功率MOSFET)的部分剖面结构。
其栅极用导电的多晶硅制成,栅极与半导体之间有一层二氧化硅薄膜,栅极与源极位于硅片的同一面,漏极则在背面。
从总体上看,漏极电流垂直地流过硅片,漏极和源极间电压也加在硅片的两个面之间。
该器件属于耗尽型n沟道的功率MOSFET,其源极和漏极之间有一n型导电沟道,改变栅极对源极的电压,可以控制通过沟道的电流大小。
耗尽型器件在其栅极电压为零时也存在沟道,而增强型器件一定要施加栅极电压才有沟道出现。
与n沟道器件对应,还有p沟道的功率MOSFET。
图2图2为图1所示SIPMOS的输出特性。
它表明了栅极的控制作用及不同栅极电压下,漏极电流与漏极电压之间的关系。
图2中,在非饱和区(Ⅰ),源极和漏极间相当于一个小电阻;在亚阈值区(Ⅲ)则表现为开路;在饱和区(Ⅱ),器件具有放大作用。
功率MOSFET属于电压型控制器件。
它依靠多数载流子工作,因而具有许多优点:能与集成电路直接相连;开关频率可在数兆赫以上(可达100MHz),比双极型功率晶体管(GTR)至少高10倍;导通电阻具有正温度系数,器件不易发生二次击穿,易于并联工作。
与GTR相比,功率MOSFET的导通电阻较大,电流密度不易提高,在100kHz以下频率工作时,其功率损耗高于GTR。
此外,由于导电沟道很窄(微米级),单元尺寸精细,其制作也较GTR困难。
在80年代中期,功率MOSFET的容量还不大(有100A/60V,75A/100V,5A/1000V等几种)。
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计引言:无源逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电力电子装置。
在工业和家庭中,无源逆变器被广泛应用于交流电源的供应,如电机驱动、照明系统和电力供应等。
本文将介绍IGBT单相电压型半桥无源逆变电路的设计原理和方法。
一、无源逆变器原理:无源逆变器的基本原理是通过DC电源,经过电容滤波以及交流输出变压器等,将直流电源转换为交流电源。
在半桥无源逆变器中,瞬时电流流经其两个输出电容之一,从而实现交流输出。
二、电路设计:1.IGBT选择:由于半桥无源逆变器所需承受较高的电压和电流,因此需要选择耐压能力强的IGBT。
根据要求,选择耐压大于输入电压和输出电压的IGBT装置。
2.控制电路设计:半桥无源逆变器需要一个合适的控制电路来控制IGBT的开关状态。
一种常见的控制方法是采用PWM(脉冲宽度调制)技术。
PWM技术可通过控制转换器的开关时间,来实现输出电压的调节。
3.输出滤波电路设计:在半桥无源逆变器中,输出的交流电压通常需要通过滤波电路进行过滤,以消除输出中的谐波和噪音。
滤波电路通常由电感和电容组成,可根据需求选择适当的参数。
4.保护电路设计:为了确保无源逆变器的安全运行,需要设计相应的保护电路。
保护电路可以包括过压保护、过流保护、温度保护等功能,以防止电路过载、过热等情况发生。
三、实际应用:1.交流电机驱动:无源逆变器常用于交流电机驱动中,通过将直流电源逆变成交流电源,实现电机的控制和调速。
逆变器可以根据需要变换频率和电压,以满足不同负载的要求。
2.照明系统:无源逆变器也可以应用于照明系统中,通过逆变电路将直流电源转换成交流电源,供给照明设备。
逆变器可以实现对照明的调亮调暗和调色调温等功能,提高照明系统的灵活性。
3.电力供应:无源逆变器可以将直流电源转换为交流电源,用于电力供应。
逆变器可以应用于太阳能和风能等可再生能源系统中,将直流电源转换为交流电源,供给家庭和工业用电等。
单相半桥无源逆变电路的设计
单相半桥无源逆变电路的设计单相半桥无源逆变电路的基本原理是通过两个开关管交替导通和关断,实现直流电压到交流电压的转换。
在导通状态下,直流电源的正极连接到负载,并通过开关管将电流传递给负载。
在关断状态下,通过电感和电容等元件,将磁能和电能转换为交流电压输出。
通过两个开关管交替导通和关断,实现正负半周的交流电压输出。
单相半桥无源逆变电路主要由两个开关管、两个磁元件(电感、变压器等)和两个电容组成。
开关管的导通和关断通过控制电路实现,可以使用晶闸管、MOSFET或IGBT等开关元件。
磁元件用于储存磁能,将直流电能转换为交流电能。
电容则用于储存电能,平滑输出的交流电压波形。
接下来,我们将详细介绍单相半桥无源逆变电路的设计步骤。
1.确定电源和负载要求:根据具体应用需求,确定输入直流电压和输出交流电压的额定值。
2.选择开关管和控制电路:根据负载要求和工作条件,选择合适的开关管和控制电路。
考虑开关管的导通电流和耐受电压,以及控制电路的驱动能力和稳定性。
3.选择磁元件:根据负载要求和电源容量,选择合适的磁元件。
磁元件的参数包括电感值、饱和电流和损耗等。
4.选择电容:根据负载要求和输出电压纹波范围,选择合适的电容。
电容的参数包括容值、工作电压和损耗等。
5.设计控制电路:根据开关管的驱动方式,设计合适的控制电路。
常见的控制方式包括触发电路、斩波电路和保护电路等。
6.进行电路仿真:使用电路仿真软件,验证和优化设计的单相半桥无源逆变电路。
通过仿真结果,可以评估电路的性能和稳定性。
7.制作原型电路:根据设计结果,制作原型电路进行实际测试。
根据测试结果,对电路进行调整和优化。
8.优化电路参数:根据原型电路的测试结果,对电路参数进行调整和优化。
可以通过更换元件、调整电路连接方式等方法,改善电路性能。
9.进行电路性能测试:对优化后的单相半桥无源逆变电路进行性能测试。
测试项目包括输出波形、效率、稳定性和保护性能等。
10.进行传感器的选型与设计:根据实际要求,选择合适的传感器,并设计传感器的接口和驱动电路。
单相半桥型逆变电路原理
单相半桥型逆变电路原理
在单相半桥型逆变电路中,一侧的开关器件被称为高侧开关器件,另一侧的开关器件被称为低侧开关器件。
在正半周,高侧开关器件导通,产生高电平;在负半周,低侧开关器件导通,产生低电平。
通过交替切换高低电平,可以合成一个近似正弦波的交流电压。
1.上桥臂导通:对于一个周期的上半部分,高侧开关器件导通,而低侧开关器件截止。
这使得上桥臂电容的顶端电压为正,而底端电压为零。
2.下桥臂导通:对于一个周期的下半部分,低侧开关器件导通,而高侧开关器件截止。
这使得下桥臂电容的顶端电压为零,而底端电压为负。
3.上下桥臂切换:在每个周期的两个部分之间,高侧和低侧开关器件切换状态,以形成一个交替的电压输出。
这个过程被称为电压翻转。
通过适当地控制开关器件的开关状态和时间,可以调整输出波形的频率和幅度。
此外,通过连接滤波器电路,可以进一步滤除逆变电路输出中的高频噪声,以获得更平滑的输出波形。
总结起来,单相半桥型逆变电路通过周期性地开关高低侧开关器件,将直流电源的电压转换为交流电压。
它的工作原理基于高低电平的交替切换,形成近似正弦波的输出。
这种电路结构简单,成本低廉,广泛应用于各种领域。
单相半桥逆变器工作原理-概述说明以及解释
单相半桥逆变器工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述单相半桥逆变器是一种常见的电力电子装置,用于将直流电源转换为交流电源。
它由一对开关管和相应的驱动电路组成,可以实现电压或频率的变换。
单相半桥逆变器具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,因此在许多领域中得到了广泛应用。
单相半桥逆变器的工作原理基于开关管的开关动作来实现直流电源到交流电源的转换。
当开关管导通时,直流电源的电流通过开关管和输出电感,形成了一个闭合的回路,从而将电力传输到负载上。
而当开关管关断时,电感中的能量会形成反向电压,将负载端的电压逆变为负值或零值。
通过不断地交替开关管的导通和关断,单相半桥逆变器可以通过调节导通时间比例来控制输出交流电源的电压和频率。
单相半桥逆变器的工作过程可以简单描述为:当第一个开关管导通时,电流流过该开关管和输出电感,正负极性的电压分别施加在负载上;而第二个开关管关断时,电感中的能量会产生反向电压,将负载端的电压逆转为负值或零值。
通过不断地交替开关管的导通和关断,单相半桥逆变器可以控制输出的交流电源的电压和频率。
单相半桥逆变器在各个领域都有广泛的应用。
在家庭电器、工业机械、电子设备等领域中,单相半桥逆变器可以将直流电源转换为交流电源,从而实现对各种电动设备的供电。
此外,单相半桥逆变器还可以用于太阳能发电系统、电动汽车充电器、UPS电源等领域,为这些领域的电力转换和电能控制提供稳定可靠的解决方案。
综上所述,单相半桥逆变器是一种重要的电力电子装置,通过开关管的开关操作将直流电源转换为交流电源。
其工作原理简单,结构紧凑,成本低廉,并且在许多领域中具有广泛的应用前景。
对于未来的发展,进一步的研究可以集中在提高逆变器的效率、减小电磁干扰、改进控制策略等方面,以满足不断增长的电力转换需求。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕单相半桥逆变器的工作原理展开详细探讨。
为了方便读者更好地理解,本文将按照以下结构进行组织和叙述。
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计
MOSFET单相桥式无源逆变电路设计无源逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路,常用于交流电机驱动、太阳能逆变器等应用中。
MOSFET单相桥式无源逆变电路是其中一种常见的设计方案,下面将详细介绍其设计原理和步骤。
设计原理:MOSFET单相桥式无源逆变电路由四个MOSFET管组成,分别为Q1、Q2、Q3和Q4、其中,Q1和Q4为上管,Q2和Q3为下管。
通过控制MOSFET管的导通和关断,实现直流电源的正负半周期切换,从而产生交流电源输出。
设计步骤:1.电源选择:根据实际需求选择适当的直流电源作为输入电源。
通常情况下,选择稳定的直流电源,如电池或直流电源供应器。
2.选择MOSFET管:根据设计要求,选择适当的MOSFET管。
关键参数包括最大电流、最大电压、开关速度等。
确保所选的MOSFET管能够满足设计需求。
3.电路连接:按照桥式无源逆变电路的连接方式,将四个MOSFET管连接成桥式电路。
其中,Q1和Q4的源极连接到正极,Q2和Q3的源极连接到负极。
同时,将输入电源连接到Q1和Q3的栅极,Q2和Q4的栅极通过适当的驱动电路控制。
4.控制信号生成:通过控制Q1和Q3的栅极驱动电路,生成交替的高低电平信号,控制其导通和关断。
具体的控制信号生成方式可以采用计算机控制、单片机控制或者专用的驱动芯片。
5.输出滤波:由于无源逆变电路输出的是一个脉冲信号,需要通过滤波电路将其转变为平滑的交流电源输出。
常用的滤波电路包括LC滤波电路、RC滤波电路等。
6.保护措施:为了保护MOSFET管和其他电路元件,可以采取一些保护措施,如过流保护、过压保护、温度保护等。
7.参数调整:在实际应用中,根据具体的负载要求和输出电流电压等参数,对无源逆变电路进行调整和优化。
可以通过改变MOSFET管的参数、调整滤波电路等方式来实现。
总结:MOSFET单相桥式无源逆变电路是一种常见的无源逆变电路设计方案。
通过控制MOSFET管的导通和关断,将直流电能转换为交流电能。
IGBT单相半桥无源逆变电路设计说明
《单片机技术》课程设计说明书模板IGBT单相半桥无源逆变电路设计院、部:电子与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称:博士专业:自动化班级:完成时间:2013年5月20日摘要本次课程设计的题目是IGBT单相半桥无源逆变电路设计,同时设计相应的触发电路。
根据电力电子技术的相关知识,单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路,与整流电路相比较,把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
当交流侧接在电网上,称为有源逆变;当交流侧直接和负载相接时,称为无源逆变,逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。
本次设计中主要由交流电源,整流,滤波和半桥逆变电路四部分构成电路的主电路,驱动电路和驱动电源构成指挥主电路中逆变桥正确工作的控制电路。
设计中使用到的绝缘栅双极晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor),英文简写为IGBT。
它是一种典型的全控器件。
它综合了GTR和MOSFET的优点,因而具有良好的特性。
现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。
本文对使用的IGBT单相半桥无源逆变电路进行了波形的仿真和分析。
关键词:IGBT;单相半桥;无源逆变ABSTRACTThe course design is the subject of IGBT single-phase half-bridge passive inverter circuit design, while the design of trigger circuit corresponding. According to the related knowledge of power electronics technology, single-phase bridge inverter circuit is a circuit common, compared with the rectifier circuit, the DC to AC inverter circuit become. When the AC side is connected to the power grid, called active inverter; when the AC side directly and load connected, called passive inverter, the inverter circuit is widely applied in real life.This design is mainly composed of AC power, rectifier, filter and half-bridge inverter circuit four parts of the main circuit circuit, driving circuit and power supply control circuit in the main circuit of inverter bridge command work properly. Insulated gate bipolar transistor to use in design (Insulated-gate Bipolar Transistor), the English abbreviation for IGBT. It is a typical control device. It combines the advantages of GTR and MOSFET, which has a good characteristic. Has now become the leading device, high power electronic equipment. This paper analyzed and simulated waveforms of IGBT single-phase half-bridge inverter circuit using passive.Keywords:IGBT; single-phase half-bridge; passive inverter第一章 系统方案设计及原理1.1 系统方案系统方案如图1所示,在电路原理框图中,交流电源、整流、滤波和半桥逆变电路四个部分构成电路的主电路,驱动电源和驱动电路两部分构成指挥主电路中逆变桥正确工作的控制电路。
单相推挽、单相半桥式、全桥式逆变器电路原理图文说明
单相推挽、单相半桥式、全桥式逆变器电路原理图文说明一、单相推挽逆变器电路原理单相推挽逆变器电路工作原理如图6-6所示,该电路由2只共负极功率开关和1个带有中心抽头的升压变压器组成。
若输出端接阻性负载时,当t1≤t≤t2时,VT1功率管加上栅极驱动信号U1,VT1导通,VT2截止,变压器输出端端输出正电压;当t3≤t ≤t4时,VT2功率管加上栅极驱动信号U2时,VT2导通,VT1截止,变压器输出端端输出负电压。
因此变压输出电压Uo 为方波,如图6-7所示;若输出端接感性负载,则变压器内的电流波形连续,输出电压、电流波形如图6-7所示,读者可自行分析此波形的形成原理。
二、单相半桥式逆变电路原理单相半桥式逆变电路结构图所6-9所,示该电路由两只功率开关管、两只储能电容器等组成。
当功率开关管VT1导通时,电容C1上的能量释放到负载RL 上;当VT2导通时,电容C2的能量通过变压器释放到负载RL 上;VT1、VT2轮流导通时,在负载两端获得了交流电源。
三、全桥式逆变电路 全桥式逆变电路结构如图6-10所示。
该电路由两个半桥电路组成,开关功率管VT1和C1 C2 VT2VT1 VD1VD2 图6-9 单相半桥式逆变电路原理 图6-8推挽逆变电路输出电流U0I0 R L+ -VT1 VT2VD2VD1 U2Uo U1AC 输出图6-6 单相推挽逆变器电路 图6-7推挽逆变电路输入输出电压 + - t1t2 t3 t4VT2互补,VT3和VT4互补,当VT1与VT3同时导通时,负载电压U0=Ud;当VT2与VT4同时导通时,负载两端UO=Ud;VT1、VT3和VT2、VT4轮流导通,负载两端得到交流电能,若负载具有一定电感,即负载电流落后于电压角度,在VT1、VT3功率管加上驱动信号,由于电流的滞后,此时VT1、VT3仍处于导通续流阶段,当经过φ电角度时,电流仍过零,电源向负载输送有功功率,同样当VT2、VT4加上栅极驱动信号时VT2、VT4仍处于续流状态,此时能量从负载馈送回直流侧,现经过φ角度后,VT2、VT4才真正流过电流。
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计
IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计中北大学电子技术课程设计说明书1 引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计,根据电力电子技术的相关知识,单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路,与整流电路相比较,把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
当交流侧接在电网上,称为有源逆变;当交流侧直接和负载相接时,称为无源逆变,逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。
电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的各种变流电路原理的基础知识,独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力,使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
2 工作原理概论2.1 IGBT单相电压型半桥无源逆变电路 2.1.1单相电压型逆变电路(1)半桥逆变电路结构及其工作原理V1和V2栅极信号各半周正偏、半周反偏,二者互补。
输出电压uo为矩形波,幅值为Um=Ud/2,输出电流io波形随负载而异,感性负载时,V1或V2通时,io和uo同方向,直流侧向负载提供能量,VD1或VD2通时,io和uo反向,电感中贮能向直流侧反馈,VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续,又称续流二极管。
单相半桥电压型逆变电路及其工作波形第 1 页共 8 页中北大学电子技术课程设计说明书优点:简单,使用器件少。
缺点:交流电压幅值Ud/2,直流侧需两电容器串联,要控制两者电压均衡,用于几kW以下的小功率逆变电源。
2.1.2 IGBT绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。
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基于MOSFET的单相半桥无源逆变电路的设计设计目的:1·掌握单相桥式全控桥整流电路和单相半桥无源逆变电路的工作原理,进行结合完成交-直-交电路的设计;2·熟悉两种电路的拓扑,控制方法;3·掌握两种电路的主电路,驱动电路,保护电路的设计方法,元器件参数的计算方法;4·培养一定的电力电子的实验和调试能力;5·培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力;2·加深理解《电力电子技术》课程的基本理论;设计指标:MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计(纯电阻负载)(1)输入直流电压:Ui=200V(2)输出功率:500W(3)输出电压波形:1KHz方波总体目标及任务:选择整流电路,计算整流变压器额定参数,选择全控器件的额定电压电流,计算平波电抗器感值,设计保护电路,全控器件触发电路的设计,画出主电路原理图和控制电路原理图,进行Matlab的仿真,画出输出电压,电流模拟图。
1·主电路的设计:(1)整流部分主电路设计:单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图(1):idR图(1)在单项桥式全控整流电路中,晶闸管VT 1和VT 4组成一对桥臂,VT 2和VT 3 组成另一对桥臂。
在u 2正半周(即a 点电位高于b 点电位),若4个晶闸管均不导通,负载电流i d 为零,u d 也为零,VT 1、VT 4串联承受电压u 2,设VT 1和VT 4的漏电阻相等,则各承受u2的一半。
若在触发角α处给VT1和VT 4加触发脉冲,VT 1、VT 4即导通,电流从a 端经VT 1、R 、VT 4流回电源b 端。
当u 2为零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT 1和VT 4关断。
在u2负半周,仍在触发延迟角α处触发VT 2和VT 3(VT 2和VT 3的α=0处为ωt=π),VT 2和VT 3导通,电流从电源的b 端流出,经VT 3、R 、VT 2流回电源a 端。
到u2过零时,电流又降为零,VT 2和VT 3关断。
此后又是VT1和VT4导通,如此循环的工作下去,整流电压ud 和晶闸管VT 1、VT 4两端的电压波形如下图(2)所示。
晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U 2和2U 2。
工作原理第1阶段(0~ωt 1):这阶段u2在正半周期,a 点电位高于b 点电位晶闸管VT 1和VT 2方向串联后于u 2连接,VT 1承受正向电压为u 2/2,VT 2承受u 2/2的反向电压;同样VT 3和VT 4反向串联后与u 2连接,VT 3承受u 2/2的正向电压,VT 4承受u 2/2的反向电压。
虽然VT 1和VT 3受正向电压,但是尚未触发导通,负载没有电流通过,所以U d =0,i d =0。
第2阶段(ωt 1 ~π):在ωt 1 时同时触发VT 1和VT 3,由于VT 1和VT 3受正向电压而导通,有电流经a 点→VT 1→R →VT 3→变压器b 点形成回路。
在这段区间里,u d =u 2,i d =i VT1=i VT3=u d /R 。
由于VT 1和VT 3导通,忽略管压降,u VT1=u VT2=0,而承受的电压为u VT2=u VT4=u 2。
第3阶段(π~ωt 2 ):从ωt=π开始u2进入了负半周期,b 点电位高于a 点电位,VT1和VT3由于受反向电压而关断,这时VT 1~VT 4都不导通,各晶闸管承受u 2/2的电压,但VT 1和VT 3承受的事反向电压,VT 2和VT 4承受的是正向电压,负载没有电流通过,u d =0,i d =i 2=0。
第4阶段(ωt 2 ~π):在ωt 2 时,u2电压为负,VT2和VT4受正向电压,触发VT2和VT4导通,有电流经过b 点→VT 2→R →VT 4→a 点,在这段区间里,u d =u 2,id =iVT2=iVT4=i2=ud/R。
由于VT2和VT4导通,VT2和VT4承受u2的负半周期电压,至此一个周期工作完毕,下一个周期,充复上述过程,单项桥式整流电路两次脉冲间隔为180°。
(2)逆变部分主电路设计:如图所示,它有两个桥臂,每个桥臂由一个全控器件和一个二极管反并联而成。
在直流侧有两个相互串联的大电容,两个电容的中点为直流电源中点。
负载接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。
开关器件设为V1和V2,当负载为感性时,输出为矩形波,Um=Ud/2.刚开始V1为通态,V2为断态,给V1关断信号,V2开通信号后,V1关断,但由于感性负载,电流方向不能立即改变,就沿着VD2续流,直到电流为零时VD2截止,V2开通,电流开始反向。
依此原理,V1和V2交替导通,VD1和VD2交替续流。
此电路优点在于结构简单,使用器件少,缺点是输出交流电压幅值仅为Ud/2。
(3)控制电路的设计:控制电路需要实现的功能是产生控制信号,用于逆变电路中功率器件的通断,通过对逆变角的调节而达到对逆变后的交流电压的调节。
我们采用PWM控制方法,进行连续控制,我们采用了SG3525芯片,它是一款专用的PWM控制集成芯片,它采用恒频调宽控制方案,部包括精密基准源,锯齿波振荡器,误差放大器,比较器,分频器和保护电路等。
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。
SG3525的结构和工作原理:1.Inv.input(引脚1):误差放大器反向输入端。
在闭环系统中,该引脚接反馈信号。
在开环系统中,该端与补偿信号输入端(引脚9)相连,可构成跟随器。
2.Noninv.input(引脚2):误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中,该端接给定信号。
根据需要,在该端与补偿信号输入端(引脚9)之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
3.Sync(引脚3):振荡器外接同步信号输入端。
该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
4.OSC.Output(引脚4):振荡器输出端。
5.CT(引脚5):振荡器定时电容接入端。
6.RT(引脚6):振荡器定时电阻接入端。
7.Discharge(引脚7):振荡器放电端。
该端与引脚5之间外接一只放电电阻,构成放电回路。
8.Soft-Start(引脚8):软启动电容接入端。
该端通常接一只5 的软启动电容。
pensation(引脚9):PWM比较器补偿信号输入端。
在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。
10.Shutdown(引脚10):外部关断信号输入端。
该端接高电平时控制器输出被禁止。
该端可与保护电路相连,以实现故障保护。
11.Output A(引脚11):输出端A。
引脚11和引脚14是两路互补输出端。
12.Ground(引脚12):信号地。
13.Vc(引脚13):输出级偏置电压接入端。
14.Output B(引脚14):输出端B。
引脚14和引脚11是两路互补输出端。
15.Vcc(引脚15):偏置电源接入端。
16.Vref(引脚16):基准电源输出端。
该端可输出一温度稳定性极好的基准其中,脚16 为SG3525 的基准电压源输出,精度可以达到(5.1±1%)V,采用了温度补偿,而且设有过流保护电路。
脚5,脚6,脚7 有一个双门限比较器,电容充放电电路,加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525 的振荡器。
振荡器还设有外同步输入端(脚3)。
脚1 及脚2 分别为芯片误差放大器的反相输入端、同相输入端。
该放大器是一个两级差分放大器,直流开环增益为70dB 左右。
SG3525的特点如下:(1)工作电压围宽:8—35V。
(2)5.1(1 1.0%)V微调基准电源。
(3)振荡器工作频率围宽:100Hz¬—400KHz.(4)具有振荡器外部同步功能。
(5)死区时间可调。
(6)置软启动电路。
(7)具有输入欠电压锁定功能。
(8)具有PWM琐存功能,禁止多脉冲。
(9)逐个脉冲关断。
(10)双路输出(灌电流/拉电流): mA(峰值)。
各部分功能:a 基准电压源: 基准电压源是一个三端稳压电路,其输入电压VCC 可在(8~35)V 变化,通常采用+15V,其输出电压VST=5.1V,精度±1%,采用温度补偿,作为芯片部电路的电源,也可为芯片外围电路提供标准电源,向外输出电流可达400mA,没有过流保护电路。
b 振荡电路:由一个双门限电压均从基准电源取得,其高门限电压VH=3.9 V,低门限电压VL=0.9,部横流源向CT 充电,其端压VC 线性上升,构成锯齿波的上升沿,当VC=VH时比较器动作,充电过程结束,上升时间t1 为:t1= 0.67RTCT比较器动作时使放电电路接通,CT 放电,VC 下降并形成锯齿波的下降沿,当VC=VL时比较器动作,放电过程结束,完成一个工作循环,下降时间间t2 为:t2=1.3RDCT注意:此时间即为死区时间锯齿波的基本周期T 为:T=t1+t2=(0.67RT+1.3RD)CT 振荡频率:f=1/TCT和RT是连接脚5和脚6的振荡器的电阻和电容,RD是于脚7相连的放电电阻的阻值。
控制电路图:(4)驱动电路的设计:如图,我们采用了电气隔离的光耦合方式。
光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。