电力电子课程设计学生阅读

电力电子课程设计学生阅读第1页，课件共46页，创作于2023年2月第2页，课件共46页，创作于2023年2月PWM信号产生电路及波形第3页，课件共46页，创作于2023年2月第4页，课件共46页，创作于2023年2月电流连续时Buck变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开环传函：R为负载电阻第5页，课件共46页，创作于2023年2月电流连续时Boost变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开环传函：R为负载电阻第6页，课件共46页，创作于2023年2月电流连续时Buck-Boost变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开环传函：R为负载电阻第7页，课件共46页，创作于2023年2月第8页，课件共46页，创作于2023年2月进度安排：1)星期1-星期2做开环控制（1脚与9脚短接），星期1PWM控制回路调试（不管主电路），11脚或14脚要有方波。星期2主回路与PWM控制回路联调(开环控制)。2)星期3-星期5做闭环控制(1脚与9脚短接线要拆掉)。星期5老师验收实验版第9页，课件共46页，创作于2023年2月第10页，课件共46页，创作于2023年2月图2SG3525A引角排列图第11页，课件共46页，创作于2023年2月放电时间（锯齿波下降）t2周期T=t1+t2锯齿波的频率为f,二分频作用，故11号脚、14号脚输出频率为f/2的方波,每路输出占空比调节范围为0%-49%。11号脚、14号脚波形相差180度死区时间调节死区时间避免11脚与14脚直通工作原理参阅SG3525振荡周期T.pdfsg3525(电源技术网站).pdf第12页，课件共46页，创作于2023年2月第13页，课件共46页，创作于2023年2月第14页，课件共46页，创作于2023年2月第1部分PWM控制电路(SG3525a)A点，12脚，15脚各自要引出一根较长的线与直流电源相连。SG3525的地，可以利用PCB板上一个公共母线作为地。第15页，课件共46页，创作于2023年2月万用表测直流电是直流电的平均值,没有示波器可以用万用表估算占空比，用万用表分别测11脚或14脚对地电压V11PWM波形调试注意事项：测试之前，首先要用万用表测量直流电源电压。首先要保证给芯片供电的直流电源不要超过20V示波器或万用表应该在芯片正面引脚测量，不要在背面（有焊点）测量。调试如下波形：(1)11脚和14脚都是方波(2)5号脚是锯齿波(3)占空比随着2号脚电压（2号脚电压在0.6V-3.2v范围内）变化而变化。第16页，课件共46页，创作于2023年2月11脚或14脚无方波输出，按照以下步骤查找原因:1）首先测量15脚与12脚之间有无电压，如果无电压，则芯片没有供电，肯定无输出。

2）16脚有无5.1V电压，无5.1V电压，则SG3535芯片烧坏。

3）测量5号脚有无锯齿波，如果5号脚无锯齿波，关掉调试电源并检查6号脚与12号脚之间的电阻是否在2k欧-150K欧范围之内。如果6号脚与12号脚之间的电阻在2k欧-150K欧范围之内，检查5号脚的电容是否损坏。如果输出波形不是方波，也应该检查检查13号脚与15号脚的电容是否损坏。

4）如果5号脚有锯齿波，检查2号脚电压是否在0.6V-3.2v范围内，2号脚电压的范围为0.6V-3.2v时调节2号脚电压，占空比会变化。只要2号脚电压大于3.2v，输出占空比达到最大且不会随着2号脚的电压变化而变化。2号脚低于0.6V时11脚或14脚无方波输出。

5）检查8脚的软启动电容是否损坏，如果8脚的软启动电容损坏，开关电源在开机瞬间电流冲击，可能造成末级功率开关管损坏，11脚或14脚无输出，更换8脚的软启动电容，更换一块SG3525试一试。

6)4号脚是时钟脉冲,该脉冲的宽度取决与你设置的死区时间,也应该是方波（由于死区事件较短，用示波器看4号脚可能是尖脉冲），如果4号脚是正弦波是给芯片供电的电源（15脚与12脚）交流成分干扰的问题(交流太大)，则在（15脚与12脚）并联一个大电容至少为0.1uF。第17页，课件共46页，创作于2023年2月第18页，课件共46页，创作于2023年2月1占空比小于49%时开环控制电路第2部分开环控制图1第19页，课件共46页，创作于2023年2月1占空比小于49%时开环控制电路图2图1与图2其实完全一样，可参阅SG3525A原理图第20页，课件共46页，创作于2023年2月2占空比大于49%时开环控制电路1第21页，课件共46页，创作于2023年2月2占空比大于49%时开环控制电路2第22页，课件共46页，创作于2023年2月2占空比大于49%时开环控制电路3当输出晶体管(sg3525A内部)开通时，R1上会有电流流过，R1上的压降将使Q1导通。因此Q1是在SG3525内部的输出晶体管导通时间内导通的，因此其开关频率等于SG3525内部振荡器的频率。第23页，课件共46页，创作于2023年2月MOSFETMOSFET内部寄生反向二极管查询芯片说明书网站：//第24页，课件共46页，创作于2023年2月二极管有一圈的地方是负极,银色的是负极测二极管时，使用万用表的二极管的档位。若将红表笔接二极管阳（正）极，黑表笔接二极管阴（负）极，则二极管处于正偏，万用表有一定数值显示。若将红表笔接二极管阴极，黑表笔接二极管阳极，二极管处于反偏，万用表高位显示为“1”或很大的数值，此时说明二极管是好的。

有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路，作为滤波只能使用有极性电容，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。直插式极性电容的正负极在一般的情况下都是长脚是正极，短脚是负极，但是也有可能别人已经把长的给剪短了，所以为了判断准确，可以使用下面的方法：在灰色的部分一般有两条矩形框(表示-)，那么挨着这个灰色部分最近的引脚就是负极了。第25页，课件共46页，创作于2023年2月驱动电压Vc=15v,占空比D=0.3，uGE=5V,电源电压Vg=20V,用万用表测得uDS=6V,(1)用万用表测得uAE=6V,uAE=0V,则AB之间存在虚焊。(2)用万用表测得uBE=5.6V,uHE=0V,则BH之间存在虚焊。3主回路调试第26页，课件共46页，创作于2023年2月驱动:驱动电流越大，开通时间越短。否则功率为0.25W的电阻就会烧掉。如果用功率为0.25W的电阻来作为R1。其电阻标准MOSFET的驱动电压一般8-10V以保证额定的漏极电流。具体为多大，要参阅MOSFET的产品说明书。为了防止二氧化硅绝缘栅的击穿，功率MOSFET的驱动电压一般限制在±20V以内开关频率为f/2(11号脚、14号脚输出频率为f/2)第27页，课件共46页，创作于2023年2月占空比大于49%时开环控制电路111号脚输出频率为f/2，14号脚输出频率为f/2，11脚或14脚占空比范围为0-49%单个MOSFET的开关频率为f/2,占空比范围为0%-49%并联后的MOSFET，其开关频率就为f,占空比范围为0%-98%第28页，课件共46页，创作于2023年2月关于启动上冲问题:1、你设定的缓起时间过短;当3525加电后,软起很快结束了,而此时输出电压过低,电压反馈猛调占空比,使输出电压提高,由于反馈时间常数较大,所以出现过调,即输出波形.解决方法加大软起电容,使软起时间大于反馈时间常数.2、参考电压建立过快,当3525上电后,参考电压已经建立,但是反馈电压还没有建立,两者比较值非常高,形成3525迅速跳大占空比,使输出电压上跳,而后由于反馈时间常数较大,下落较慢.解决方法,在比较器参考电压段加阻容(2号脚与地之间并一个电容),使参考电压缓慢上升,同样上升时间要大于反馈时间常数.由于图中看不清数值,所以冒昧提出以上简解.占空比达到二极管隔离以后,就没有下拉电流了,波形肯定不好.第29页，课件共46页，创作于2023年2月注意：在二极管的阳极用示波器看到很标准的方波，在二极管的阴极用示波器可能看不到方波。万用表测直流电是直流电的平均值,可以用万用表估算占空比，用万用表测MOSFET的栅-源uGS,占空比D用万用表分别测11脚或14脚对地电压，栅-源uGS，比较二者的大小第30页，课件共46页，创作于2023年2月Buck变换器临界电感的选择

电感电流不能突变，只能近似的线性上升和下降，电感量越大电流的变化越平滑；电感量越小电流的变化越陡峭。当电感量小到一定值时，在t=T时刻，电感L中储藏的能量刚刚释放完毕，这时，此时的电感量被称为临界电感，当储能电感L的电感量小于临界电感LC时，电感中电流就发生断续现象。电感电流的最小值=0时所对应的负载电流平均值称为临界电流IOB，负载电流(平均值)小于临界电流IOB时，电感电流就会发生断续现象。第31页，课件共46页，创作于2023年2月临界连续时：第32页，课件共46页，创作于2023年2月LC滤波器的截止频率LC滤波器可以滤掉开关谐波第33页，课件共46页，创作于2023年2月小结1纹波电流2纹波电压3要求电流连续4临界电感第34页，课件共46页，创作于2023年2月降压变换器闭环连接电路图SG3525A内部误差放大器第35页，课件共46页，创作于2023年2月利用SG3525的内部运放。在引脚9与引脚1之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例积分和超前-滞后等类型调节器。引脚2为给定信号。引脚2的电位器为调节设定电压。引脚6的电位器为调节开关频率。注意：(1)做闭环时，1脚与9脚的短接线做闭环时一定要拆掉。否则还是开环，闭环不起作用。

(2)芯片的地要与主电路电源的地要并在一起。第36页，课件共46页，创作于2023年2月电容数字含义一般有三位数字。第一、第二位为有效数值，第三位为倍数，即表示后面跟多少个零。104表示10×10的4次方，10的后面再跟4个零即100000PF，即0.1μF。另外，223表示22×10的3次方，为22000PF，即0.022μF。其余类推。1F=106μF；1μF=103nF；1nF=103pF；1μF=106pF电感数字的含义：一般有三位数字。第一、第二位为有效数值，第三位为倍数，即表示后面跟多少个零。101=10×10的1次方μh=100μh102=10×10的2次方μh=1000μh=1mh电阻的数字含义：503=50×10的3次方欧姆=50k欧姆第37页，课件共46页，创作于2023年2月色环颜色第1色环第一位数字第2色环第二位数字第3色环倍数第4色环误差黑-0×100棕11×101±1％红22×102±2％橙33×103黄44×104绿55×105±0.5％兰66×106±0.25％紫77×107±0.1％灰88×10-1白99×10-2金±5％银±10％电阻色环四色环电阻误差一般为5%第38页，课件共46页，创作于2023年2月四色环电阻误差一般为5%红紫棕金27×101=270Ω误差5％

第一环：红——代表2

第二环：紫——代表7

第三环：棕——代表1色环排列：橙灰金金

阻值是3.9Ω我们建议分两段背诵，容易记忆：棕红橙黄绿兰紫灰白黑色环电阻的第四环，不是金色，就是银色，而不会是其它颜色（这一点在五色环中不适用）；第39页，课件共46页，创作于2023年2月五色环电阻读法

五色环电阻误差一般为1%五环电阻表示方法：第一、二、三为有效数字，第四环为倍数，第五环为误差(依颜色),

红黑黑橙棕200×103=200kΩ误差1％怎样识别哪是五环电阻的第一环

识别哪是五环电阻的第一环（识别五环电阻的第一环的经验方法）：

四环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其偏差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。那么，怎样正确识别第一环呢？现介绍如下：

1、偏差环距其它环较远。

2、偏差环较宽。

3、第一环距端部较近。

4、有效数字环无金、银色。（解释：若从某端环数起第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。）

5、偏差环无橙、黄色。（解释：若某端环是橙或黄色，则一定是第一环。）

6、试读：一般成品电阻器的阻值不大于22MΩ，若试读大于22MΩ，说明读反。

7、试测。用上述还不能识别时可进行试测，但前提是电阻器必须完好。

第40页，课件共46页，创作于2023年2月无极性电解电容器通常用于音箱分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路。高频电解电容开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。开关电源中的输出滤波电容一般使用高频电解电容第41页，课件共46页，创作于2023年2月1)SG3525供电电压不能超过20V，否则会烧坏芯片。应该先焊16脚的座子，最后才插上芯片。SG35255号脚可以观察锯齿波。2)焊接二极管、MOSFET速度要快，否则高温可能会烧掉二极管、MOSFET。3)用万用表判断电阻、电容是否短路时要注意，用万用表测量电阻低于30欧姆的电阻时，万用表仍然会叫，主电路中，电容和负载电阻并联在一起，判断电容是否烧掉时，用万用表测量电容两个引脚，万用表叫并不代表电容一定烧掉，因为电容和负载电阻并联在一起，将电容取下来，再测量电容。4)仪表电源最大输出电流为0.5A，uo=D*E误差太大，检查主电流瞬时最大电流是否超过0.5A。如果超出，仪表电源就会限流，结果可能就不正确。5)11脚或者14脚看不到方波，请检查5号脚、13号脚的电容是否烧掉。如果16脚没有5.1的参考电压，则可能是SG3525芯片烧掉。6)主电路电源与控制电路电源要分开。7)芯片的地要与主电路电源的地要并在一起。8)13脚的电源电压不能超过20V，否则驱动MOSFET时可能将MOSFET的栅极烧坏。注意事项：第42页，课件共46页，创作于2023年2月闭环调试注意事项：调节电源电压，占空比发生变化，输出电压不变，调节SG3525A2号脚电压，使得占空比约为20%,将主电路电源关闭，占空比立即突变到最大(SG3525A2号脚电压为0.8,h(s)=0.2,设定电压为0.8/0.2=4V,现在将主电路电源关闭，即Vo=0，e=0.8-0=0.8,e经过控制器作用，使得控制电压uo变大，使得占空比逐渐变大，控制器企图使得使主电路电压vo=4V。)第43页，课件共46页，创作于2023年2月用万用表测量MOSF