multisim設計12V-5V開關電源電路及設計分析(含仿真)總體設計方案：2.1.1:PWM調制脈寬調制技術是通過對逆變電路開關的通斷控制來實現對模擬電路的控制的。脈寬調制技術的輸出波形是一系列大小相等的脈沖，用于替代所需要的波形，以正弦波為例，也就是使這一系列脈沖的等值電壓為正弦波，并且輸出脈沖盡量平滑且具有較少的低次諧波。根據不同的需求，可以對各脈沖的寬度進行相應的調整，以改變輸出電壓或輸出頻率等值，進而達到對模擬電路的控制。2.1.2:PFM調制當輸出直流電壓超過額定值時，反饋控制電路在保證調整管的導通時間不變的情況下，自動的改變調整管的開關頻率，從而改變電壓的占空比，使輸出直流電壓穩定在允許范圍內，這種方案稱為脈沖頻率調制整，簡稱PFM型開關電源，其反饋電路為脈沖頻率調整電路。2.2：PFM調制下的兩種方案：2.2.1：自激式自激式變壓器開關電源，是指當變壓器的初級線圈正在被直流脈沖激勵時，變壓器的次級線圈正好有功率輸出。如圖是自激式變壓器開關電源的簡單工作原理圖，其中V1為輸入電壓，S1A是控制開關，T1是開關變壓器，L1是儲能濾波電感，C1是儲能濾波電容，D2續流二極管，D3削反峰二極管，R1負載電阻。
上傳時間： 2022-02-25
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隨著材料技術以及開關電源技術的進步，照明領域開啟了新的時代。IFD照明作為第四代光源具有節能、環保、高效、長壽命的特點，其正在逐步替代傳統白熾燈作為LED燈具的核心部分，LED驅動電源一直是國內外集成電路設計公司重點研究的領域。LED燈具應用于家庭中小功率照明場合時，用戶希望其電源具有結構簡單，成本低、性能穩定、效率高、安全性高的優點，而市場上現階段能滿足這一特點的ACDC型LED驅動電源不多，因此該類型驅動電源也成為當前研究的重點本文主要任務是根據項目要求對ACDC型LED恒流驅動驅動電源模型進行分析，然后利用 SIMetrix軟件對模型進行建模與仿真，通過對驅動電源模型的研究促進集成電路設計人員對恒流驅動電源工作原理的理解進而加快產品研發速度以及提高產品的質量。在建模過程中，首先通過分析和總結不同的恒流控制方式及電路拓撲結構，確定驅動電源模型采用的控制方式為單閉環峰值電流控制模式，其拓撲結構為反激式拓撲結構。然后通過對不同狀態下驅動電源的邏輯分析，設計驅動電源的邏輯和功能電路結構。針對當前眾多電力電子軟件在電子電路建模方面存在的弊端，如仿真收斂性差仿真速度慢、占用系統資源等，本文選用 SIMetrix軟件對驅動電源進行建模仿真，該軟件可以很好地克服其他軟件在仿真收斂性、仿真速度以及占用系統資源等方面的缺點。仿真結果表明驅動電源模型正確。最后，設計基于該驅動模型流片樣品的驅動電源測試電路，并搭建測試平臺。對驅動電源進行的相關性能測試，測試結果表明驅動電源的負載電流控制精度可達5%，其實測最大效率可達782%，不同故障狀態下的功能測試結果表明電源能準確啟動保護。因此，根據測試數據分析的結果可以看出該驅動電源在恒流特性、保護功能及效率都滿足設計要求，同時通過仿真結果與測試結果的對比分析，也進一步驗證了模型的正確性關健詞：LED恒流驅動拓撲結構邏輯分析 SIMetrix建模斷續模式
上傳時間： 2022-03-16
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本文介紹了一種基于低負載系數采樣電阻的、可用于電感負載的精密可調恒流源的設計方案文章首先分析了恒流源基本原理與串聯負反饋式恒流源電路，論述了影響恒流源穩度的主要因索以及誤差分配原則，然后介紹了可用于電感負載的可調精密恒流源的基本框架，主要包括：低負荷系數采樣電阻以及基準電壓模塊、單片機最小系統、主電源模塊、調整管壓降反饋電路、保護與補償電路電源管理電路以及電流測試電路。該設計主要完成了以下工作：第一，制成了可以輸出0-10V之間任意電壓值的高精度電壓基準模，短時間內輸出電壓的相對標準差達234×10，電壓穩定度（時間漂移）為34×10Vh。將其作為恒流源的電壓參考源，最終實現了0-1A可調功能。第二，完成了19低負荷系數采樣電阻的測試與制作，通過實驗測得其負載系數為3.58×10°gW溫度系數為034ppm℃，長期穩定性為±048pm30h第三，通過設計感性負載補償電路、調整電路結構、調整控制算法，最終使恒流源適用于感性負載。第四，設計了主電源控制方法，實現了恒流源的自動調節，最終使得本設計在輸出0-1A之間任何電流攜帶300W以下任何負載都能保證同樣的精度，第五，設計了調整管壓降反饋電路，單片機通過視管管制比電傾出電，實取了詞整管底降的自動，解塊了由于負載變化引起的調整管漏源電流下降所導致的電流漂移。最終的測試結果表明，正常工作時設備的輸出1A電流相對標準差為297×103，電流穩定度（時間漂移）為-3.6×10730min，可調恒流源的微分非線性為0.59SB，最大負載能力300W，輸出阻抗120MQ關鍵詞可調恒流源感性負載高穩定性電壓基準
標簽： 恒流源
上傳時間： 2022-04-02
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隨著軟開關技術和并聯均流技術的發展，高性能的大功率高頻開關電源的研究與開發已成為電力電子領域的重要研究方向。針對大功率電源在性能、重量、體積、效率和可靠性方面的要求，本文主要對高效率的開關電源主電路結構和并聯均流控制技術進行研究，并研制出一種基于LLC諧振的交流電力機車智能控制充電機系統。交流傳動電力機車對其所用的大功率蓄電池充電機的工作效率要求達到90%以上，這是采用硬開關技術的開關電源難以達到的。根據這種開關電源功率大、效率要求高的特點，充電機主電路采用了LLC諧振全橋電路的結構。選取諧振元件參數是設計LLC諧振全橋電路的重點和難點，本文通過建立LLC全橋諧振變換器的線性等效模型，詳細分析了LLC諧振全橋的頻率、短路和空載特性，提出一套完整的LLC諧振全橋電路結構的參數設計方法。本充電機最大輸出電流為150A，為此設計采用了5個30A電源模塊并聯供電的模式。論文依據設計要求選取LLC諧振全橋電路的元件參數，利用 SABER仿真驗證了參數的正確性：并完成了整個電源模塊主電路其它器件的參數選擇；控制電路采用通用PWM調制芯片SG2525實現PFM調頻控制。實現了電源模塊的高頻ZVS（零電壓開關）軟開關，有效地提高了電源模塊的轉換效率，減小了單模塊的體積。通過對幾種常用的負載均流方法進行研究和電路分析，根據主從均流控制的特點，采用CAN總線實現主從均流法，數字均流的采用提高了系統的抗干擾能力；設計了監控模塊對各電源模塊和整體輸出進行監控；通過CAN總線接口和人機接口的設計，提高了電源系統的智能化和可操作性。實現了多個電源模塊并聯供電的模式最后給出了電源模塊的實驗結果和電源系統并聯運行的測量數據，實驗證明了理論分析的正確性和設計方法的合理性。
上傳時間： 2022-04-04
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無論是不控整流電路，還是相控整流電路，功率因數低都是難以克服的缺點.PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路，本文以《電力電子技術 教材為基礎，詳細分析了單相電壓型橋式PWM整流電路的工作原理和四種工作模式.通過對PWM整流電路進行控制，選擇適當的工作模式和工作時間間隔，交流側的電流可以按規定目標變化，使得能量在交流側和直流側實現雙向流動，且交流側電流非常接近正弦波，和交流側電壓同相位，可使變流裝墨獲得較高的功率因數.：PWM整流電路：功率因數：交流側：直流側傳統的整流電路中，晶閘管相控整流電路的輸入電流滯后于電壓，其滯后角隨著觸發角的增大而增大，位移因數也隨之降低。同時輸入中諧波分量也相當大、因此功率因數很低。而二極管不控整流電路雖然位移因數接近于1，但輸入電流中諧波分量很大，功率因數也較低。PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路，它能在不同程度上解決傳統整流電路存在的問題。把逆變電路中的SPWM控制技術用于整流電路，就形成了PWM整流電路。通過對PWM整流電路進行控制，使其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，則功率因數近似為1。因此，PWM整流電路也稱單位功率因數變流器。
上傳時間： 2022-06-20
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摘要：對幾種三相逆變器中常用的IGBT驅動專用集成電路進行了詳細的分析，對TLP250，EXB系列和M579系列進行了深入的討論，給出了它們的電氣特性參數和內部功能方框圖，還給出了它們的典型應用電路。討論了它們的使用要點及注意事項，對每種驅動芯片進行了IGBT的驅動實驗，通過有關的波形驗證了它們的特點，最后得出結論：IGBT驅動集成電路的發展趨勢是集過流保護、驅動信號放大功能、能夠外接電源且具有很強抗干擾能力等于一體的復合型電路。關鍵詞：絕緣柵雙極晶體管：集成電路；過流保護1前言電力電子變換技術的發展，使得各種各樣的電力電子器件得到了迅速的發展.20世紀80年代，為了給高電壓應用環境提供一種高輸入阻抗的器件，有人提出了絕緣門極雙極型品體管（IGBT）[1].在IGBT中，用一個MoS門極區來控制寬基區的高電壓雙極型晶體管的電流傳輸，這藏產生了一種具有功率MOSFET的高輸入阻抗與雙極型器件優越通態特性相結合的非常誘人的器件，它具有控制功率小、開關速度快和電流處理能力大、飽和壓降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的電源、逆變器、不間斷電源（UPS）和交流電機調速系統的設計中，它是日前最為常見的一種器件。
上傳時間： 2022-06-21
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摘要：為解決絕緣柵雙極性品體管（ICET）在實際應用中經常出現的過流擊穿問題，在分析了ICET過流特性和過流檢測方法的基礎上，根據過流時IGBT集電極電流的大小分別設計了過載保護電路和短路保護電路。過載保護電路在檢測到過載時立即關斷ICBT.根據不同的過載保護要求可實現持續封鎖、固定時間封鎖及單周期封鎖ICBT的驅動信號；短路保護電路通過檢測IGBT通態壓降判別短路故障，利用降柵壓、軟關斷和降頓綜合保護技術降低短路電流并安全關斷IGBT，詳細闡述了保護電路的保護機制及電路原理，最后對設計的所有保護電路進行了對應的過流保護測試，給出了測試波形圖。試驗結果表明，IGBT保護電路能及時進行過流檢測并準確動作，IGBT在不同的過流情況下都得到了可靠保護關鍵詞：絕緣柵雙極性晶體管；過流保護；降棚壓；軟關斷
上傳時間： 2022-06-21
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近年來，對器件的失效分析已經成為電力電子領域中一個研究熱點。本論文基于現代電力電子裝置中應用最廣的IGBT器件，利用靜態測試儀3716，SEM（Scanning Electrom Microscope，掃描電子顯微鏡）、EDX（Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy、能量色散x射線光譜儀）、FIB（Focused lon beam，聚焦高子束）切割、TEM（Thermal Emmision Microscope，高精度熱成像分析儀）等多種分析手段對模塊應用當中失效的1GBT芯片進行電特性分析、芯片解剖并完成失效分析，并基于相應的失效模式提出了封裝改進方案。1，對于柵極失效的情況，本論文先經過電特性測試完成預分析，并利用THEMOS分析出柵極漏電流通路，找到最小點并進行失效原因分析，針對相應原因提出改進方案。2，針對開通與關斷瞬態過電流失效，采用研磨、劃片等手段進行芯片的解剖。并用SEM與EDX對芯片損傷程度進行評估分析，以文獻為參考進行失效原因分析，利用saber仿真進行失效原因驗證。3，針對通態過電流失效模式，采用解剖分析來評估損傷情況，探究失效原因，并采用電感鉗位電路進行實驗驗證。4，針對過電壓失效模式，采用芯片解剖方式來分析失效點以及失效情況，基于文獻歸納并總結出傳統失效原因，并通過大量實驗得出基于封裝的失效原因，最后采用saber仿真加以驗證。
標簽： igbt
上傳時間： 2022-06-21
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0引言任何器件在工作時都有一定的損耗，大部分的損耗均變成熱量。在實際應用過程中，大功率器件IGBT在工作時會產生很大的損耗，這些損耗通常表現為熱量。為了使ICBT能正常工作，必須保證IGBT的耗散功率不大于最大允許耗散功率P額定1660 w，室溫25℃時），必須保證1GBT的結溫T，不超過其最大值Timar 50 ℃），因此必須采用適當的散熱裝置，將熱量傳導到外部環境。如果散熱裝置設計或選用不當，這些大功率器件因過熱而損壞。為了在確定的散熱條件下設計或選用合適的散熱器，確保器件安全、可靠地工作，我們需進行散熱計算。散熱計算是通過計算器件工作時產生的損耗功率Pa、器件允許的結溫T、環境溫度T，求出器件允許的總熱阻R，f-a）；：再根據Raf-a）求出最大允許的散熱器到環境溫度的熱阻Rinf-）：最后根據Rbf-a）選取具有合適熱阻的散熱器。1 IGBT損耗分析及計算對于H型雙極模式PWM系統中使用的1GBT模塊，主要由IGBT元件和續流二極管FWD組成，它們各自發生的損耗之和就是IGBT本身的損耗。除此，加上1GBT的基極驅動功耗，即構成IGRT模塊整體發生的損耗。另外，發生損耗的情況可分為穩態時和交換時。對上述內容進行整理可表述如下：
上傳時間： 2022-06-21
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IGBT關斷電壓尖峰是其中的主要問題，解決它的最有效方法是采用疊層母線連接器件。針對二極管籍位型三電平拓撲兩個基本強追換流回路，本文用ANSOFT Q3D軟件比較研究了三類適用于多層母線排的疊層方案，并提出了一種新穎的疊層母線分組連接結構，結合特殊設計的吸收電容布局，減小了各IGBT模塊的關斷過沖，省去阻容吸收電路，并優化了高頻電流在不同電容間的分布，抑制電解電容發熱。通過理論計算與仿真兩種方式計算該設計方案的雜散電感，并用實驗加以證實。本文還設計了大面積一體化水冷散熱器，表面可以貼裝15個功率器件和若干傳感器和平衡電阻，采用水冷方式以迅速帶走滿載運行時開關器件的損耗發熱，并能達到結構緊湊和防爆的效果。在散熱器內部設計了細槽水道結構以避開100多個定位螺孔，同時可以獲得更大的熱交換面積。本文分析了SCALE驅動芯片的兩類器件級短路保護原理，并設計了針對兩類保護動作的閾值測試實驗，以確保每個器件在安全范圍內工作；設計了系統控制和三類系統級保護電路：驅動板和控制板的布局布線經過合理安排能在較強的電磁干擾下正常工作。論文最后，在電抗器、電阻器、異步感應電機等不同類型、各功率等級負載下，對變流模塊進行了測試，并解決了直流中點電壓平衡問題。各實驗證實了設計理論并體現了良好的應用效果。
上傳時間： 2022-06-22
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