對(duì)Boost電路的主電路和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。分兩組參數(shù)，每組參數(shù)如下：

　?。?）直流電壓E=50V，負(fù)載中R=20Ω，L、C值極大。

　?。?）直流電壓E=200V，負(fù)載中R=20Ω，L、C值極大。

　　根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)電路的主程序流程如圖所示。

　　主電路工作原理

　　硬件電路

　　1 腳：誤差放大器的反相輸入端；

　　2 腳：誤差放大器的同相輸入端；

　　3 腳：同步信號(hào)輸入端， 同步脈沖的頻率應(yīng)比振蕩器頻率fS要低一些；

　　4 腳：振蕩器輸出；

　　5 腳：振蕩器外接電容CT端，振蕩器頻率fs＝1／CT（0.7RT+3R0），R0為5腳與7腳之間跨接的電阻，用來(lái)調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間，定時(shí)電容范圍為0.001～0.1 μF；

　　6 腳：振蕩器外接定時(shí)電阻RT端，RT值為2～150 kΩ；

　　7 腳：振蕩器放電端，用外接電阻來(lái)控制死區(qū)時(shí)間，電阻范圍為0～500 Ω；

　　8 腳：軟啟動(dòng)端，外接軟啟動(dòng)電容，該電容由內(nèi)部Vref的50μA恒流源充電；

　　9 腳：誤差放大器的輸出端；

　　10腳：PWM信號(hào)封鎖端， 當(dāng)該腳為高 電平時(shí)， 輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)被封鎖，該腳主要用于故障保護(hù)；

　　11腳：A路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出；

　　12腳：接地；

　　13腳：輸出集電極電壓；

　　14腳：B路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出；

　　15腳：電源， 其范圍為8～35 V；

　　16腳：內(nèi)部＋5 V基準(zhǔn)電壓輸出。

　　控制電路需要實(shí)現(xiàn)的功能是產(chǎn)生PWM信號(hào)，用于可控制斬波電路中主功率器件的通斷，通過(guò)對(duì)占空比α的調(diào)節(jié)，達(dá)到控制輸出電壓大小的目的。此外，控制電路還具有一定的保護(hù)功能。

　　被實(shí)驗(yàn)裝置的控制電路采用控制芯片SG3525為核心組成。芯片的輸入電壓

　　為8V到35V。它的振蕩頻率可在100HZ到500KHZ的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在芯片的CT端和放電端間串聯(lián)一個(gè)電阻可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間。此外此外，其軟起動(dòng)電路非常容易設(shè)計(jì)，只需外部接一個(gè)軟起動(dòng)電容即可。

　　觸發(fā)電路和主電路

　　外接220V交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器T1和不控整流電路得到50V的直流電壓E作為Boost Chopper 的輸入電壓給Boost Chopper供電。為使IGBT在過(guò)壓時(shí)不至于損害和抑制IGBT的電流變化過(guò)快及其兩端電壓變化過(guò)快而給IGBT帶來(lái)的損害，在主電路中為其加入緩沖電路和過(guò)壓保護(hù)電路是必要的。

　　觸發(fā)電路以專用的PWM控制芯片SG3525為核心構(gòu)成，控制電路輸出占空比可調(diào)的矩形波形，占空比受Uco的控制（如圖1-13）。觸發(fā)電路輸出的矩形波經(jīng)光耦合驅(qū)動(dòng)電路控制主電路中I GBT的開通和關(guān)斷。

　　電路設(shè)計(jì)好后主電路中的電感電容值已確定，此時(shí)只要調(diào)節(jié)觸發(fā)波形的占空比即可調(diào)節(jié)Boost Chopper輸出電壓。電路設(shè)計(jì)好后主電路中的電感電容值已確定，此時(shí)只要調(diào)節(jié)觸發(fā)波形的占空比即可調(diào)節(jié)Boost Chopper輸出電壓。占空比越大，Boost Chopper的輸出電壓值越大。
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　　元器件的選取及計(jì)算

　　本硬件試驗(yàn)中緩沖電路選取的是充放電型RCDH緩沖電路，也是一種耗能型緩沖電路。其中應(yīng)用元件需要要結(jié)合實(shí)際的情況進(jìn)行選擇。其中的吸收電容的

　　選擇可以采用一下公式：

　　電路中的電阻Rs不宜過(guò)大，如太大Cs電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電不能完全放掉。但Rs太小，在器件導(dǎo)通時(shí)，Rs

　　Cs電流過(guò)大、過(guò)快，可能危及器件的安全，也可能引起振蕩。一般的，電阻選擇參考下面的公式：

　　其中 Ls—主電路電感，主要是沒有續(xù)流時(shí)的雜散電感；Upk-Cs 上的最大充電電壓，U—電源電壓； Io-負(fù)載電流;Fsw— 開關(guān)頻率。需要注意的是，電容應(yīng)該選擇無(wú)感電容；電阻要注意它的功耗，應(yīng)選擇相應(yīng)的功率電阻；吸收模塊的制作要注意絕緣。

　　IGBTG過(guò)壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和驅(qū)動(dòng)電路中元器件的選取可才參照電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)等相關(guān)電力電子設(shè)計(jì)手冊(cè)也可以在后面參考文獻(xiàn)列出的相關(guān)手冊(cè)中查找。

　　仿真

　　主電路原理圖如圖5.1所示其工作原理，前言中已說(shuō)明，這里再補(bǔ)充說(shuō)明電路中的幾個(gè)模塊。IGBT用理想的方波發(fā)生器觸發(fā)，周期設(shè)為0.0001s，最大值設(shè)為10V，通過(guò)調(diào)占空比來(lái)調(diào)輸出電壓。其保護(hù)電路，觸發(fā)電路將在protel中實(shí)現(xiàn)。

　　示波器用來(lái)觀察電感電流，電源電壓波形和負(fù)載電壓輸出波形。

　　占空比為30%，電感為27e-5?H，電容為375e-6F，電阻為81Ω：

　　占空比為40%，電感為27e5?H，電容為375e6?F，電阻為81Ω?

　　占空比為50%，電感為27e5?H，電容為375e6?F，電阻為81Ω：

　　結(jié)果分析

　　從計(jì)算公式及仿真圖分析得出：

　　1） 占空比α越大負(fù)載輸出電壓越大，調(diào)節(jié)時(shí)間越長(zhǎng)；

　　2） 電容C值越大峰值時(shí)間越大，第一個(gè)峰值越大；

　　3） 電感L值越大峰值時(shí)間越大，調(diào)節(jié)時(shí)間越大。