直流变换器设计及参数详说

根据降压斩波电路设计任务要求设计稳压电源、BUCK电路及控制电路。BUCK电路是用来产生降乐斩波电路的，控制电路产生的控制信号传到BUCK电路，使信号为加在开关控制端，可以使其开通或关断。通过控制开关的开通和关断来控制降米斩波电路的主心路1.作

Buck电路即降压斩波电路，属直流斩波电路的一*种，和升压斩波电路构成直流斩波电路最基本的两种电路。直流斩波电路的功能是将直流电变为另-固定电压或可调电压的直流电， 也称为直接直流一直流变换器。降压斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。

如下图所示，电路中使用个全控型开关器件Q，开关管Q由开关脉冲信号驱动，脉冲信号来自脉冲信号控制电路，脉冲信号的周期T保持不变，而脉冲宽度ton可改变，这样便可以调节导通的占空比，进而改变输出电庆。为了在开关管关断时给负载中的电感电流提供通道，设置了续流二极管D。当晶体管导通时，若忽略其饱和压降，输出电用UO等于输入电压:当晶休管截止时，若忽略晶体管的漏电流，输出电压为0。电路的主要1.作波形如图。

整流电路设计

本设计采用桥式电路整流:由四个二极管组成t一个全桥整流电路。对整出来的电压进行傅里叶变换得 由整流电路出来的电压含有较大的波纹，电压质量不太好，故需要进行滤波。本电路采用RC滤波器。因为电容滤波的直流输l电压UO与变术器副边电压U2的比值比较人，而且适用在小电流、整流管的冲击电流比较大的电路中。因此本电路选用的电容滤波。因为本电路要求有稳定得输出，因此还需要用到稳压_极管进行稳压。

驱动电路设计

如下图为有脉冲变压器组成的栅极驱动电路。其1.作原理为正向驱动信号使VI1导通，电源电压作用于脉冲变压器一次侧，二二次电压经二极管VD2、VD3和门集电阻后作用于ICBI，使ICBI导通。晶体管VT2犹豫基极反向偏置而截全。

当驱动信号为零的时候，VI1假i止，一-次励磁电流经VD1和VS迅速衰减，使在脉冲间隙期间脉冲变压器的磁通回零。变压器二次侧的反向电压经R2加到_.极管VD2.E。IGBI门极结电容上的电荷经Rg和VT2放掉，R2为T2的偏流电阻。

此电路的优点:这种电路不用独立的驱动电路，驱动电路结构简单，脉冲变化时，驱动电压幅值不变，可用于各种容量的ICBI的驱动。

此电路的缺点:截止时没有门极的反向电压，抗干扰能力不强。这种电路适用于驱动占空比小于50%的高频场合。

各部分参数设定

主电路中需要确定参数的元器件有IGBT、二极管、直流电源、电感、电容、电阻值的确定，其参数确定过程如下。本设计过程中设定I.作频率为100kHz。

(1)电源

因为题目要求输入电压为36V左右，所以通过整流电路得到该输入电压值。(2)心阻

因为当输出电压为12V时，输出电流为3A，可得到负我电阻为RL=Uo/Io=4Q。(3)IGBI

当IGBT截止时，回路通过.极管续流， 此时IGBT两端承受最人正压为36V:而当=1时，ICBI有最人电流， 其值为3A。故需设置IGBT的集电极最大连续电流Ic>3A，反向击穿电压Bvceo>36V。

(4)二极管

当=1时，其承受最人反压36V:而当趋近于1时，其受最大电流趋近于3A，故需设置二极管额定电压大于36V，额定电流人于3A。

在设计过程中遇到的问题及排除措施:

(1)对直流斩波电路概念的不熟悉，感觉无从下手，经过对相关15籍的温习才明白原理。

(2)不清楚BUCK变换器的--些相关的参数怎么计算和选择(例如选用Lf和Cf)，经过上:网查询相关知识和同学进行讨论分析，经过计算最终确定相关原件选用的参数。

(3)-:开始设计的时候没有涉及驱动控制电路，后来发现自己忽略掉了这-块。(4)通过查资料知道了各种驱动电路类型，最终根据课程设计要求以及实际情况，考虑到频率要求为1khz为高频电路，同时斩波电路的占空比较小，故选择用由分立元件组成的驱动电路。