课程设计说明书（文）
课程名称：电力电子技术
设计题目：逆直流PWM驱动电源设计
院 系：电气工程系
班 级：
设 计 者：
学 号：
组 ：
指导教师：
设计时间：
XXXX学教务处
XXX学课程设计务书
姓 名： 院 （系）：电气工程
专 业：电气工程动化 班 号：
务起日期： XX 年 XX 月 XX 日 XX 年 XX月 XX 日
课程设计题目：
逆直流PWM驱动电源设计
已知技术参数设计求：
课程设计务设计直流电动机脉宽调速（直流PWM）驱动电源DCDC变换器采H桥形式控制方式双极性
控直流永磁电动机参数：额定电压20V额定电流1A额定转速2000rpm驱动系统调速范围：1：100电机够逆运行驱动系统应具软启动功软启动时间约2s
工作量：
1）电路设计器件选型包括含整流变压器整流电路设计H桥逆斩波电路设计(求采IPM作DCDC变换电路型号PS21564)
2）PWM控制电路设计（指SG3525核心脉宽调制电路门电路实现脉分配电路）
3）IPM接口电路设计（包括桥臂元件开通延迟桥臂驱动电源举电路）
4）DC15V 控制电源设计（采LM2575系列开关稳压集成电路直接电路直流母线电压稳压获）
3组成1设计组通合理分工协作完成述设计务设计成果应包括：PROTEL绘制电路控制电路原理图电路设计程详细说明书焊装调试通控制电路板
工作计划安排：
(学时安排1周考虑实验安排需分散2周完成)
l 第1周：
全体开会布置务组成设计组（组3）会设计工作开始
答疑审查设计方案发放器件装焊工具
完成焊装工作
l 第2周
12学时实验室调试已装焊电路板完成相关测试记录
撰写设计报告
组设计者分工：
指导教师签字
年 月 日
教研室意见：
教研室签字___________________
年 月 日
双极模式直流PWM驱动电源设计
1电路设计
11 电路设计求
直流PWM驱动电源电路图图1a示图1b控制原理框图包括整流电路H桥逆斩波电路设计二极整流桥输入交流电变直流电H桥逆变器根IGBT驱动信号占空直流电压加电动机
a电路图
b 控制原理框图
图1
（1）整流部分采四二极构成整流桥模块
（2）逆变器部分采IPM（智功率模块）PS21564构成该电路三相逆变桥处采中UV两相
（3）根负载求计算出交流侧输入电压电流作设计整流变压器选择整流桥滤波电容该电路整流输出电压较低计算变压器副边电压时应考虑电流达负载前整流桥逆变桥中功率器件通态压降
12 整流电路设计
整流部分采4二极构成整流桥模块电动机额定电压20V通查阅该型号
IPM数手册知开关器件通态压降2V左右知电压24V全桥整流电路知：
整流桥中二极压降1V知变压器副边电压变压器变滤波电容选择耐压40V左右容值450uF左右
1H型逆变桥设计
该部分电路IPM模块部集成需设计电路三相逆变桥处采中UV两相
2 控制电路设计说明
SG352513脚输出占空调占空调节范围0~1脉信号移相输出两组相位相反死区时间5μS左右脉分驱动V1V4V2V3开通关断
21脉信号电路设计
设计中SG3525产生需脉信号5脚接002uf电容6脚接滑动变阻器两者组成RC振荡电路通调节滑动变阻器阻值脉频率设计求5kHz根芯片手册公式计算R15KC002uF时输出频率5kHz调节方便选阻值20K滑动变阻器通改变2脚输入电压调节输出脉占空电机具软启动功8脚需接电容根芯片手册软启动时间电容关系：60msuF电机软启动2s选电容应33uF时10脚应该接输出端13需拉电阻5V参考电相连1114脚短接脉13脚引出电路图设计图2示：
图2 脉产生电路
22脉分配电路设计
设计双极性PWM驱动SG3525产生脉非门变成0V5V信号信号高电时电容充电电容电压达非门开启电压2V时输出变高电达延时目需延迟时间5us三素公式计算选定电容001uf时应电阻9788Ω方便调节选择5K滑动变阻器电路产生死区时间5us双极性PWM调制信号具体脉分配电路图3：
图3 脉分配电路
23举电路设计
简化设计桥臂两器件V1 V3 驱动电源采单电源举式供电样整模块控制部分需采1 15V 电源供电
举电路中二极选IN5819电容值10uF电阻值5欧左右图4示
图4 举电路
2．4 稳压电源设计
设计直流 15V控制电源SG3525IPM模块驱动电路供电减损耗采LM2575T－ADJ系列开关稳压集成电路电路直流母线电压33V作输入通电位器调节稳压获15V直流电源LM2575T封装形式5脚TO220形式TTL电路5V工作电源直接取SG3525部参考电源脚滤波电路中二极选IN5819图5示
图5 15V稳压电源电路
查阅芯片手册知：
：
电路方便调试定值电阻电位器
3 调试程结果分析
31调试程：
（1）控制板15V稳压电源电路调试
控制板J3接口电路板相连J6J7连接LM2575T插电路板应插座模拟盒断开S2开关闭合S1开关调节稳压电路中电位器稳压电路输出15V直流电压
（2）脉宽调制信号发生电路调试
SG3525插电路板模拟盒断开S2闭合S1控制板电然调节相应电位器获频率5KHz占空0～1间调节脉宽调制信号
（3）两路驱动信号开通延时电路调试
控制板电调节相应电位器观察两路驱动信号驱动信号：
图6 两路驱动信号波形应死区时间
两路驱动信号间5us左右开通延时5us死区时间
（4）测试IPM中桥臂驱动电源举电路
电路板控制板J6J7接口相连模拟盒断开S2闭合S1控制板电
（5）测试电机启动状态
模拟盒断开S2闭合S1控制板电先驱动信号占空调50％附闭合S2开关接通H桥直流电源调节占空电机启动起通占空调节够调节电机转速控制电机正反转电机控制系统具软启动功
32结果分析
321电机负载
（1） 占空效调节范围
调节驱动信号占空达值值占空约09占空约01
中占空应输出电压均值约192V占空应输出电压均值约221V
（2） 负载电压电流波形
电机负载电压电流波形图78示示出电机两端电压正时流电枢电流升电感储电机两端电压负时流电枢电流降电感释放量
图7 电机负载正转时电压（）电流（）波形
图8 电机负载反转时电压（）电流（）波形
（3）H桥中IGBT驱动控制信号波形：波形图10示中V1V4组V2V3组
图9电机负载时H桥驱动控制信号
附 录
电路图控制电路原理图
图14 电路原理图
图15 SG3525控制电路原理图
图16 脉分配电路
图17 +15V稳压电源
图18 举电路
课程设计心体会
次实验中学东西加强动手力培养独立思考力次实验开始利焊接弄久方老师前面讲清楚放里做遇问题够细心粗心意连错线课理熟悉导致设置电路出现错误体会作名工程技术员求具备首素质绝应该严谨次实验遇半问题数够严谨十分懊恼身理知识做出差效果觉次实验必学理知识学生说帮助差距验足需勤奋学时注重实际运样应该全面实际应型
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课程设计说明书（文）
课程名称：电力电子技术
设计题目：逆直流PWM驱动电源设计
院 系：电气工程系
班 级：
设 计 者：
学 号：
组 ：
指导教师：
设计时间：
XXXX学教务处
XXX学课程设计务书
姓 名： 院 （系）：电气工程
专 业：电气工程动化 班 号：
务起日期： XX 年 XX 月 XX 日 XX 年 XX月 XX 日
课程设计题目：
逆直流PWM驱动电源设计
已知技术参数设计求：
课程设计务设计直流电动机脉宽调速（直流PWM）驱动电源DCDC变换器采H桥形式控制方式双极性
控直流永磁电动机参数：额定电压20V额定电流1A额定转速2000rpm驱动系统调速范围：1：100电机够逆运行驱动系统应具软启动功软启动时间约2s
工作量：
1）电路设计器件选型包括含整流变压器整流电路设计H桥逆斩波电路设计(求采IPM作DCDC变换电路型号PS21564)
2）PWM控制电路设计（指SG3525核心脉宽调制电路门电路实现脉分配电路）
3）IPM接口电路设计（包括桥臂元件开通延迟桥臂驱动电源举电路）
4）DC15V 控制电源设计（采LM2575系列开关稳压集成电路直接电路直流母线电压稳压获）
3组成1设计组通合理分工协作完成述设计务设计成果应包括：PROTEL绘制电路控制电路原理图电路设计程详细说明书焊装调试通控制电路板
工作计划安排：
(学时安排1周考虑实验安排需分散2周完成)
l 第1周：
全体开会布置务组成设计组（组3）会设计工作开始
答疑审查设计方案发放器件装焊工具
完成焊装工作
l 第2周
12学时实验室调试已装焊电路板完成相关测试记录
撰写设计报告
组设计者分工：
指导教师签字
年 月 日
教研室意见：
教研室签字___________________
年 月 日
双极模式直流PWM驱动电源设计
1电路设计
11 电路设计求
直流PWM驱动电源电路图图1a示图1b控制原理框图包括整流电路H桥逆斩波电路设计二极整流桥输入交流电变直流电H桥逆变器根IGBT驱动信号占空直流电压加电动机
a电路图
b 控制原理框图
图1
（1）整流部分采四二极构成整流桥模块
（2）逆变器部分采IPM（智功率模块）PS21564构成该电路三相逆变桥处采中UV两相
（3）根负载求计算出交流侧输入电压电流作设计整流变压器选择整流桥滤波电容该电路整流输出电压较低计算变压器副边电压时应考虑电流达负载前整流桥逆变桥中功率器件通态压降
12 整流电路设计
整流部分采4二极构成整流桥模块电动机额定电压20V通查阅该型号
IPM数手册知开关器件通态压降2V左右知电压24V全桥整流电路知：
整流桥中二极压降1V知变压器副边电压变压器变滤波电容选择耐压40V左右容值450uF左右
1H型逆变桥设计
该部分电路IPM模块部集成需设计电路三相逆变桥处采中UV两相
2 控制电路设计说明
SG352513脚输出占空调占空调节范围0~1脉信号移相输出两组相位相反死区时间5μS左右脉分驱动V1V4V2V3开通关断
21脉信号电路设计
设计中SG3525产生需脉信号5脚接002uf电容6脚接滑动变阻器两者组成RC振荡电路通调节滑动变阻器阻值脉频率设计求5kHz根芯片手册公式计算R15KC002uF时输出频率5kHz调节方便选阻值20K滑动变阻器通改变2脚输入电压调节输出脉占空电机具软启动功8脚需接电容根芯片手册软启动时间电容关系：60msuF电机软启动2s选电容应33uF时10脚应该接输出端13需拉电阻5V参考电相连1114脚短接脉13脚引出电路图设计图2示：
图2 脉产生电路
22脉分配电路设计
设计双极性PWM驱动SG3525产生脉非门变成0V5V信号信号高电时电容充电电容电压达非门开启电压2V时输出变高电达延时目需延迟时间5us三素公式计算选定电容001uf时应电阻9788Ω方便调节选择5K滑动变阻器电路产生死区时间5us双极性PWM调制信号具体脉分配电路图3：
图3 脉分配电路
23举电路设计
简化设计桥臂两器件V1 V3 驱动电源采单电源举式供电样整模块控制部分需采1 15V 电源供电
举电路中二极选IN5819电容值10uF电阻值5欧左右图4示
图4 举电路
2．4 稳压电源设计
设计直流 15V控制电源SG3525IPM模块驱动电路供电减损耗采LM2575T－ADJ系列开关稳压集成电路电路直流母线电压33V作输入通电位器调节稳压获15V直流电源LM2575T封装形式5脚TO220形式TTL电路5V工作电源直接取SG3525部参考电源脚滤波电路中二极选IN5819图5示
图5 15V稳压电源电路
查阅芯片手册知：
：
电路方便调试定值电阻电位器
3 调试程结果分析
31调试程：
（1）控制板15V稳压电源电路调试
控制板J3接口电路板相连J6J7连接LM2575T插电路板应插座模拟盒断开S2开关闭合S1开关调节稳压电路中电位器稳压电路输出15V直流电压
（2）脉宽调制信号发生电路调试
SG3525插电路板模拟盒断开S2闭合S1控制板电然调节相应电位器获频率5KHz占空0～1间调节脉宽调制信号
（3）两路驱动信号开通延时电路调试
控制板电调节相应电位器观察两路驱动信号驱动信号：
图6 两路驱动信号波形应死区时间
两路驱动信号间5us左右开通延时5us死区时间
（4）测试IPM中桥臂驱动电源举电路
电路板控制板J6J7接口相连模拟盒断开S2闭合S1控制板电
（5）测试电机启动状态
模拟盒断开S2闭合S1控制板电先驱动信号占空调50％附闭合S2开关接通H桥直流电源调节占空电机启动起通占空调节够调节电机转速控制电机正反转电机控制系统具软启动功
32结果分析
321电机负载
（1） 占空效调节范围
调节驱动信号占空达值值占空约09占空约01
中占空应输出电压均值约192V占空应输出电压均值约221V
（2） 负载电压电流波形
电机负载电压电流波形图78示示出电机两端电压正时流电枢电流升电感储电机两端电压负时流电枢电流降电感释放量
图7 电机负载正转时电压（）电流（）波形
图8 电机负载反转时电压（）电流（）波形
（3）H桥中IGBT驱动控制信号波形：波形图10示中V1V4组V2V3组
图9电机负载时H桥驱动控制信号
附 录
电路图控制电路原理图
图14 电路原理图
图15 SG3525控制电路原理图
图16 脉分配电路
图17 +15V稳压电源
图18 举电路
课程设计心体会
次实验中学东西加强动手力培养独立思考力次实验开始利焊接弄久方老师前面讲清楚放里做遇问题够细心粗心意连错线课理熟悉导致设置电路出现错误体会作名工程技术员求具备首素质绝应该严谨次实验遇半问题数够严谨十分懊恼身理知识做出差效果觉次实验必学理知识学生说帮助差距验足需勤奋学时注重实际运样应该全面实际应型
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