DC-DC变换器电力电子课程设计报告

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1、 电力电子课程设计报告电力电子课程设计报告 DCDCDCDC 变换器变换器 学 院： 信息科学与工程学院 班 级： 电气 1201 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 时 间： 2015.01.20 目录 一、 引言.1 二、 设计要求与方案2 2.1 设计要求.2 2.2 方案确定.2 三、 主电路设计.4 3.1 主电路方案.4 3.2 工作原理.4 3.3 参数分析.6 四、 控制电路设计.10 4.1 控制电路方案选择.10 4.2 工作原理.10 4.3 控制芯片介绍及参数选择.10 五、 驱动电路设计.15 5.1 驱动电路方案选择15 5.2 工作原理.15 六、 保护电路设计.

2、18 6.1 过压保护电路.18 6.2 过流保护电路.19 七、 系统仿真及结论.21 八、 总电路原理图.26 九、 参考文献.28 十、 致谢.29 - 1 - 一、引言 DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流 斩波。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄 电池负载等。BUCK 变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK 变换 器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即 输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需 要直接降压的地方。 本次课设立求设计出 DC-DC 变换器实现 15V 向

3、 5V 的 电压变换，选取的电路是 IGBT 降压斩波电路。 IGBT 降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用 IGBT 作 为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT 是 MOSFET 与双极晶体管的复合器件。它既有 MOSFET 易驱动的特点，又具 有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于 MOSFET 与功率 晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中 功率应用中占据了主导地位。所以用 IGBT 作为全控型器件的降压斩波电路 就有了 IGBT 易驱动，电压、电流容量大的优点。 IGBT 降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量

4、大在电力电子技术应 用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发 展的趋势，促进了 IGBT 降压斩波电路的发展。 - 2 - 二、设计要求与方案 2.1 设计要求 1. 任务 设计并制作一个DC-DC 变换器（15V 转变成5V） 2. 要求 1）输出电压 Uo ：5V； 2）最大输出电流 Iomax ：1A； 3）输入电压范围：12V18V； 4）输出电流Io 范围：01A 时; 3.说明 1）DC-DC 变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控 制芯片。 2）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间。 3）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图

5、、 主要流程图、保护电路图 4) 设计报告中要写明所有的设计过程 5) 利用仿真软件分析电路的工作过程 2.2 方案确定 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路 和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控 制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电 力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控 制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。 根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电 路，设计出降压斩波电路的结构框图如图 1 所示。 - 3 - 图 1 降压斩波电路结构框图 在图 1 结构框图中，控制电路是用来产生降压斩波电路的控制信号，控 制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在开关 控制端