1、整流濾波電路

本設(shè)計(jì)為提高主回路的輸入電壓UIN，整流濾波電路部分采用了三倍壓整流電路，如圖1所示。

圖1  三倍壓整流電路

2、DC-DC變換器控制電路設(shè)計(jì)

變換器控制部分采用了開關(guān)電源集成控制器SG3525A，該芯片具有輸出頻率范圍寬，工作電壓范圍廣，基準(zhǔn)電源高，死區(qū)時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。SG3525A具有兩個(gè)交替工作的輸出端，本設(shè)計(jì)中只需控制一個(gè)開關(guān)元件，所以采用了兩輸出端經(jīng)過4071同時(shí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的方法，如圖2所示。

圖2  DC-DC變換器控制電路

3、提高效率的方法及實(shí)現(xiàn)方案

1）選擇結(jié)構(gòu)簡單，主回路中元件少的降壓型DC-DC變換器作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2）選用飽和導(dǎo)通壓降小、開關(guān)速度快的IGBT作為開關(guān)元件。

3）采用工作性能穩(wěn)定，開關(guān)速度較高的M57962L驅(qū)動(dòng)IGBT。如圖3所示：

圖3  IGBT驅(qū)動(dòng)電路

4）合理布置主回路連線。

4、電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算

1）主控電路設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)作為控制，整體框圖見圖4：

圖4  整體框圖

2）保護(hù)電路設(shè)計(jì)IGBT的關(guān)斷瞬間是易發(fā)生損壞的過程，本設(shè)計(jì)中采取通過在IGBT的C、E兩端添加RC緩沖器，減少關(guān)斷瞬間的集電極電流。

5、測(cè)試方法與測(cè)試數(shù)據(jù)

a）測(cè)試儀器

測(cè)試儀器主要包括：MT800型高數(shù)字萬用表；TDS3012B型數(shù)字示波器；1KVA單相調(diào)壓器；30Ω/200W滑動(dòng)變阻器。

b）測(cè)試方法

1）將MT800型數(shù)字萬用表選擇直流電壓檔，與輸出端并聯(lián)，測(cè)量輸出電壓。

2）將數(shù)字萬用表選擇直流電流檔，串聯(lián)在輸出回路中，測(cè)量輸出電流。

3）通過單相調(diào)壓器改變隔離變壓器副邊輸出電壓，使U2在15V～21V改變，利用數(shù)字電壓表測(cè)量輸出端電壓，根據(jù)

計(jì)算電壓調(diào)整率。

4）設(shè)定整流濾波電路輸入電壓～18V，通過滑動(dòng)變阻器改變輸出電流0A～2A，利用數(shù)字電壓表測(cè)量輸出端電壓，根據(jù)

計(jì)算負(fù)載調(diào)整率。

5）利用四塊萬用表，同時(shí)測(cè)量輸入端UIN、IIN、UO和IO，根據(jù)

計(jì)算DC-DC變換器效率。

c）測(cè)試數(shù)據(jù)

基本及發(fā)揮部分?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)試：

1）輸出電壓Uo可調(diào)范圍：30V～60V；

2）輸出電流Iomax:2A；

3）Io從0變到2A時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SI≤0.33%（U2=18V）；

4）DC-DC變換器的效率≥75%

5）具有過電流保護(hù)功能，動(dòng)作電流Io（th）=2.5A；

6）能對(duì)輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和初步調(diào)整，步進(jìn)值1V；同時(shí)具有輸出電壓，電流的測(cè)量和數(shù)字顯示功能。

6、結(jié)束語

本設(shè)計(jì)經(jīng)過參數(shù)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該穩(wěn)壓電源的DC-DC變換器效率不高。經(jīng)測(cè)試原因是IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)集電極電流較大，損耗了較大功率。為降低IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)的損耗，采用零電流諧振或零電壓諧振，以改善IGBT工作狀態(tài)，降低損耗，提高DC-DC變換器效率。