用于IGBT驱动高频开关电源的理论分析与仿真

发布时间：2017-05-22 14:28

  本文关键词：用于IGBT驱动高频开关电源的理论分析与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步和电力电子技术的发展，以及新能源电动汽车的飞快发展，电机驱动器得到了广泛的应用，同样在电机控制器中的IGBT的驱动技术也受到了很多人的关注，三相IGBT全桥六个IGBT共需要六路驱动，所以相互隔离的电源成为了至关重要的技术本文简述了IGBT的驱动电路的设计要求采用反激式变换器结构，设计多路输出的隔离电源，电源电压输出稳定，纹波率较小，基于LM5022设计了一种输入电压范围宽，适用于电池范围为40-80V输入的电机驱动器中，三相全桥隔离电源的设计详细阐述了变压器的制作方式，包括磁芯骨架选取，，以及绕线方式，介绍了多种变压器制作工艺 本文介绍了几种开关电源的基本结构，各自的特点以及实用范围，然后选择合适的拓扑结构，根据要求，设计单端反激电路，对单端反激变换器进行基本原理的仿真讨论了输入功率与输入电压ǐ初级电感和开关频率的关系根据需求设计电路，对电路各部分进行了介绍，对高频变压器的制作方法和工艺进行了说明，包括绕组的排列顺序，以及绕组的绕线方式，绝缘胶带和挡墙的作用，计算变压器的各项参数，制作变压器，对反激电路进行测试，观察输出电压的输出波形
【关键词】：开关电源 IGBT驱动 反激式变换器 LM5022 变压器
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.2 研究的意义10-11
• 1.3 课题主要研究内容和目标11
• 1.4 本文工作内容及结构11-13
• 第2章 开关电源设计的理论基础13-32
• 2.1 开关电源常见的拓扑结构13-16
• 2.1.1 Buck 型变换器13-14
• 2.1.2 Boost 变换器14
• 2.1.3 Buck-Boost 变换器14-15
• 2.1.4 正激式变换器15-16
• 2.1.5 反激式变换器16
• 2.2 不同结构变换器的对比分析16-17
• 2.3 反激式变换器设计的理论与仿真17-29
• 2.3.1 反激式变换器的基本原理17-19
• 2.3.2 工作模式的选取19-20
• 2.3.3 反激变换器的理论基础仿真20-29
• 2.3.3.1 输入电压 (Vin)与输入功率(P0)的关系23-24
• 2.3.3.2 初级电感量(Lp)与输入功率(P0)的关系24-26
• 2.3.3.3 开关频率 f 与输入功率(P0)的关系26-28
• 2.3.3.4 纹波率的影响28-29
• 2.4 变换器设计原则与设计步骤29-31
• 2.4.1 步骤 1：确定初级匝数比29-30
• 2.4.2 步骤 2 :确保工作于断续模式30
• 2.4.3 步骤 3：根据最小输出功率，调整初级电感30-31
• 2.4.4 步骤 4：计算开关管的最大峰值电流31
• 2.4.5 步骤 5：计算初级电流有效值和导线尺寸31
• 2.5 本章小节31-32
• 第3章 用于 IGBT 多端反激式开关电源电路设计32-40
• 3.1 用于 IGBT 的驱动的电源电路要求32
• 3.2 开关电源总体设计32-35
• 3.2.1 控制芯片选型32-34
• 3.2.2 开关电源总体设计框图34-35
• 3.3 芯片外围电路的设计35-39
• 3.3.1 原理图如下所示35
• 3.3.2 启动电路35-36
• 3.3.3 反馈电路36-37
• 3.3.4 次级电路37
• 3.3.5 电流检测电路37-38
• 3.3.6 吸收电路38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 开关电源高频变压器的设计与工艺40-50
• 4.1 高频变压器中磁芯骨架的选择40-43
• 4.2 绕线方式与工艺43-46
• 4.2.1 绕线方式43
• 4.2.2 绕组顺序43-45
• 4.2.3 挡墙45-46
• 4.2.4 气隙的作用46
• 4.3 用于 IGBT 驱动的反激变换器的设计46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 实验波形50-57
• 5.1 电压值与占空比的关系50-52
• 5.2 纹波率的计算52-54
• 5.3 效率的测试54
• 5.4 总结与未来展望54-57
• 参考文献57-59
• 致谢59

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