電子電力課程設計--dcdc pwm控制電路的設計

1、<p>　　電 力 電 子 技 術</p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　專業(yè)班

2、級：09級應用電子技術一班</p><p><b>　　電力電子課程設計</b></p><p>　　一、設計課題：DC/DC PWM控制電路的設計</p><p><b>　　二、設計要求：</b></p><p>　　1、 設計基于PWM芯片的控制電路，包括外圍電路。按照單路輸出方案進行設計，

3、開關頻率設計為10KHZ；具有軟啟動功能、保護封鎖脈沖功能，以及限流控制功能。電路設計設計方案應盡可能簡單、可靠。</p><p>　　2、實驗室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建設計的控制電路。</p><p>　　3、設計并搭建能驗證你的設計的外圍實驗電路，并通過調試驗證設計的正確性。</p><p>　　4、擴展性設計：增加驅動電路部分的設計內容。<

4、;/p><p>　　5、Buck電路圖如下圖：</p><p><b>　　Buck電路圖</b></p><p><b>　　三、設計方案</b></p><p>　　本次課程設計基于PWM芯片TL494進行設計，通過查閱該芯片的相關資料，了解其各引腳功能，結合設計要求進行電路設計。首先建立最基本的電

5、路，然后在其上面進行改進，得到進一步滿足條件與實際應用的電路，根據(jù)原理圖在實驗板上搭建電路進行試驗，得出結果進行分析驗證，最后得出DC/DC PWM控制電路。</p><p><b>　　四、設計原理圖</b></p><p>　　如圖所示為設計原理圖，通過調節(jié)電位器Rp進行控制輸出，從Vo端得到輸出驅動電壓的波形。</p><p><

6、b>　　設計原理圖</b></p><p>　　五、TL494各引腳功能</p><p>　　TL494的個引腳功能圖如下表</p><p>　　六、各部分功能及工作原理</p><p>　　首先設計其振蕩電路，根據(jù)振蕩公式f=1.1/（R3XC2）=10Khz，取R3=1KΩ,則電容C2=0.1uF；然后，將同樣大小

7、的電容電阻串聯(lián)并加以電壓接地后，在電容電阻中間引出一根信號線作為第四腳的輸入端，作為死區(qū)控制信號的輸入。</p><p>　　接著，通過示波器測量振蕩電路的波形如圖所示: </p><p><b>　　震蕩電路波形圖</b></p><p>　　根據(jù)實驗所測得的波形圖及TL494芯片的內部結構, 可得振蕩電路的峰值為2.88V，若要對其輸出波

8、形進行控制，則在第三腳接入的電壓需小于2.88-0.7=2.18V，即第三腳輸入電壓變化范圍約為0-2.2V。如原理圖所示，將1KΩ電阻與1-10KΩ電位器按照如原理圖所示方式進行串聯(lián)即可得到0-2.2V范圍內變化的電壓，從而得到應有的波形。</p><p>　　最后，將末級三極管的集電極接電源，發(fā)射極通過1KΩ電阻接地，即可得到如下圖所示的方波信號：</p><p><b>　

9、　輸出驅動波形圖</b></p><p>　　1、輸出電壓為20V至60Ｖ功能的實現(xiàn)</p><p>　　要想使得Buck電路的輸出在20V至60V間變化 ，則根據(jù)其電壓轉換公式：</p><p>　　Uo = αUi </p><p>　　得其驅動波形占空比α變化范圍為0.2-0.6。</p><p>

10、　　根據(jù) 公式：5/（1+Rp）=2.2x（1-α） 可得：</p><p>　　當α=0.2時，可算得Rp的阻值大小為1.84KΩ。</p><p>　　當α=0.6時，可算得Rp的阻值大小為4.68KΩ。</p><p>　　因此，如果要獲得20V至60Ｖ的輸出電壓，Rp的調節(jié)范圍在1.84KΩ至4.68KΩ之間。當α分別取不同值時，輸出驅動波形如下圖：<

11、;/p><p>　　α=0.2時的驅動波形 α=0.6時的驅動波形</p><p>　　2、當Zl短路或者Zmax=5A的控制</p><p>　　當Buck電路的Zl短路時,電流過高會造成器件的損害或者燒毀，此時必須對驅動電路的加以控制，使得在這種情況下的電壓輸出為0V，從而保護電路。要使輸出電壓輸出為0V，則TL494輸出的驅動脈

12、沖為0。</p><p>　　此時，通過電流傳感器將由于短路形成的大電流轉化成芯片第三引腳輸入電勢的最大值（2.2V或者大于2.2V），這樣所得的輸出驅動波形為0，使得Buck電路的輸出為0。當?shù)谌_輸入電勢為2.2V時，電位器Rp的大小為：</p><p>　　由 5/（1+Rp）=2.2x（1-α）</p><p>　　得 Rp=1.27K

13、Ω</p><p>　　則，當Rp電阻值小于等于1.27KΩ時，通過第三管腳輸入的電位值大于等于2.2V，從而使得驅動電路輸出為0。通過電流傳感器作用，引入反饋回路，控制Rp值小于等于1.27KΩ進行控制輸出。 </p><p>　　3、Ui=80 – 120V且保持Uo=50V的控制</p><p>　　當Buck電路的Ui的輸入值大小在80V至120V間

14、變化時，需將電路輸出穩(wěn)定在50Ｖ。根據(jù)ＤＣ／ＤＣ變換公式：</p><p>　　Uo = αUi </p><p>　　可得占空比的變化范圍為0.417-0.625。</p><p>　　同理由公式 ： 5/（1+Rp）=2.2x（1-α）可得：</p><p>　　當α=0.417時，可算得Rp的阻值大小為2.9 KΩ</p>

15、<p>　　當α=0.625時，可算得Rp的阻值大小為 5.1KΩ</p><p>　　因此，在輸入端電壓變化時，要想獲得輸出電壓穩(wěn)定為50V，則通過電壓傳感器的作用，通過反饋回路，調節(jié)Rp值，改變驅動波形占空比將電壓輸出穩(wěn)定在50V。</p><p><b>　　七、設計小結及建議</b></p><p>　　本次課程設計，在基