新聞中心

EEPW首頁(yè) > 汽車電子 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 車載雙管正激直流變換器的設(shè)計(jì)

車載雙管正激直流變換器的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2013-04-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:研究了一種適用于電動(dòng)汽車的高效率,在提出一種設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)其控制電路,反饋回路、啟動(dòng)電路和變壓器的關(guān)鍵參數(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)分析設(shè)計(jì)。其中控制電路使用SG3525芯片,采用二型補(bǔ)償對(duì)控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明該變換器輸出穩(wěn)定,有較高的轉(zhuǎn)換效率。
關(guān)鍵詞:;;二型補(bǔ)償;電動(dòng)汽車

電動(dòng)汽車作為一種新能源的交通工具,目前已經(jīng)得到快速地發(fā)展。電動(dòng)汽車的能量一般由6節(jié)蓄電池串聯(lián)組成的蓄電池組(電壓72 V)進(jìn)行供應(yīng),但電動(dòng)汽車中的一些輔助電子設(shè)備,如汽車大燈、剎車尾燈、喇叭和雨刮器等的工作電壓都是14 V,因此需要一只由72~14 V的進(jìn)行可靠的電壓變換。同時(shí)由于電動(dòng)汽車內(nèi)部的工作環(huán)境的限制,以及從節(jié)約能源角度考慮,該直流變換器必須有較高的轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)一般電動(dòng)汽車的實(shí)際工作需求,該設(shè)計(jì)的直流變換器采用了的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),輸出功率300 W,轉(zhuǎn)換效率大于85%。由于本設(shè)計(jì)中MOS管承受的電壓應(yīng)力小,變壓器構(gòu)造簡(jiǎn)單,不需要磁復(fù)位繞組,不會(huì)出現(xiàn)橋臂直通的問(wèn)題,因此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可靠性高。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
雙管正激直流變換器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/196157.htm

b.JPG


系統(tǒng)由4個(gè)部分組成:功率電路,隔離反饋電路,PI補(bǔ)償電路與PWM生成電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。隔離反饋電路主要由光耦P521與精密穩(wěn)壓管TL431組成,把輸出電壓隔離后反饋給控制芯片。PI補(bǔ)償電路與PWM生成電路由芯片SG3525來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。驅(qū)動(dòng)電路用于把PWM信號(hào)分成兩路獨(dú)立的信號(hào)G1,G2,分別用于驅(qū)動(dòng)MOS管VQ1,VQ2。這四個(gè)部分構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),根據(jù)輸出電壓調(diào)節(jié)占空比,最終使輸出電壓穩(wěn)定。
雙管正激直流變換器工作在電流連續(xù)模式下的兩個(gè)工作狀態(tài)可用如下的簡(jiǎn)化電路來(lái)表示(為了便于分析,忽略MOS管的導(dǎo)通電壓、導(dǎo)通壓降以及寄生電容,把變換器簡(jiǎn)化成兩個(gè)工作狀態(tài):開(kāi)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)與開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)):
雙管正激變換器工作過(guò)程為:MOS管導(dǎo)通時(shí),初級(jí)側(cè)電流流經(jīng)上管VQ1,變壓器初級(jí),下管VQ2后返回電池組負(fù)極。在這個(gè)過(guò)程中勵(lì)磁電流逐漸增大。次級(jí)側(cè)整流二極管VD3導(dǎo)通,續(xù)流二極管VD4截止,電池組通過(guò)變壓器給負(fù)載提供能量,并且給輸出屯容充電。MOS管截止時(shí),初級(jí)側(cè)兩個(gè)MOS管截止,勵(lì)磁二極管VD1,VD2導(dǎo)通,勵(lì)磁電流逐漸下降為零,對(duì)變壓器進(jìn)行磁復(fù)位。次級(jí)側(cè)整流二極管VD3截止,續(xù)流二極管VD4導(dǎo)通,存儲(chǔ)在電感中的電能為負(fù)載提供電流。見(jiàn)圖2、圖3。

c.JPG



2 相關(guān)電路的設(shè)計(jì)
2.1 控制電路與補(bǔ)償電路
雙管正激變換器控制電路選用了SG3525控制芯片,與其他控制芯片相比,SG3525去除了限流比較器,改由外部關(guān)斷信號(hào)輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)限流功能,同時(shí)還具有逐個(gè)脈沖關(guān)斷和直流輸出電流限幅功能,適合輸出低電壓大電流變換器。實(shí)際使用中,在引腳10上接電流檢測(cè)信號(hào),來(lái)對(duì)輸出電流進(jìn)行限制。SG3525還具有欠壓鎖定功能,當(dāng)芯片供電小于8 V時(shí),芯片無(wú)PWM信號(hào)輸出,變換器也無(wú)輸出電壓,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。為保證雙管正激變換器中的高頻變壓器在一個(gè)周期內(nèi)完成磁復(fù)位,根據(jù)變壓器勵(lì)磁電感的伏秒平衡原理可知變換器的占空比必須小于0.5。通過(guò)調(diào)節(jié)SG3525外圍的定時(shí)容CT,定時(shí)電阻RT,以及放電電阻RD來(lái)設(shè)定PWM的最大占空比以及死區(qū)時(shí)間??刂齐娐肥褂肞WM控制芯片SG3 525,外圍電路簡(jiǎn)單。電路中的鋸齒波頻率由RT,CT和RD決定,取CT=1.5 nF,RT=5.1 kΩ,RD=220 Ω。根據(jù)公式f=1/[CT(0.7RT+3RD)]計(jì)算出振蕩器輸出頻率約140 kHz,PWM信號(hào)頻率約為70 kHz。軟啟動(dòng)功能引腳接一個(gè)4.7μF的電容。當(dāng)電容充滿電,SG352的8腳為高電平時(shí),SG3525才開(kāi)始工作。穩(wěn)定的系統(tǒng)要求回路開(kāi)環(huán)BODE圖在剪切頻率出幅值斜率為-20 dB/dec,至少有45°的相位裕量。雙管正激直流變換器采用二型補(bǔ)償電路(見(jiàn)圖4),其傳遞函數(shù)為:
d.JPG
設(shè)計(jì)時(shí)將穿越頻率設(shè)定為1/4開(kāi)關(guān)頻率;零點(diǎn)頻率設(shè)為1/4濾波器諧振頻率,增加中頻段相位裕量;極點(diǎn)頻率設(shè)為1/4濾波電容自身容阻頻率,增加高頻段的衰減。由
h.jpg

e.JPG


上一頁(yè) 1 2 3 下一頁(yè)

關(guān)鍵詞: 車載 雙管正激 直流變換器

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉