
在驱动设计中,稳定的电源是IGBT能否正常工作的保证。如图4所示。电源采用正激变换,抗干扰能力较强,副边不加滤波电感,输入阻抗低,使在重负载情况下电源输出电压仍然比较稳定。
当s开通时,+12v(为比较稳定的电源,精度很高)电压便加到变压器原边和S相连的绕组,通过能量耦合使副边经过整流输出。当S关断时,通过原边二极管和其相连的绕组把磁芯的能量回馈到电源,实现变压器磁芯的复位。555定时器接成多谐振荡器,通过对C1的充放电使脚2和脚6的电位在4~8v之间变换,使脚3输出电压方波信号,并用方波信号来控制S的开通和关断。+12v经过R1,D2给C1充电,其充电时间t1≈R1C2ln2;放电时间t2=R2C1ln2,充电时输出高电平,放电时输出低电平。所以占空比=t1/(t1+t2)。
变压器按下述参数进行设计:原边接+12v,频率为60kHz,工作磁感应强度Bw为O.15T,副边+15v输出2A,-5v输出1 A,效率n=80%,窗口填充系数Km为O.5,磁芯填充系数Kc为1,线圈导线电流密度d为3 A/mm2。则输出功率
PT=(15+O.6)×2×2+(5+O.6)×1×2=W。
变压器磁芯参数
由于带载后驱动电源输出电压会有所下降,所以,在实际应用中考虑提高频率和占空比来稳定输出电压。
开关电源部分的VD1-VD4、R1、C1、C2组成整流滤波电路。NE555和R2、R3、C4、VD6等元件组成多谐振荡电路,其频率约20KHz。R4、C3、VD5组成降压稳压电路,为NE555提供12V工作电源。大功率管VT1及变压器T构成开关电路。VT1的工作状态由NE555的③脚控制,导通时间由脉冲宽度决定,调整R3即可改变脉冲宽度。脉冲宽度变宽,输出电压升高;脉冲宽度变窄,输出电压降低。VT2及R8、R9、C6组成过流保护电路。当负载过重或发生短路故障时,VT2导通,强迫NE555复位停振,从而保护VT1不致损坏。C7、R10为保护网络,防止VT1的c-e结被瞬间脉冲击穿。两个次级绕组经整流滤波后分别输出20V及12V。
为了使制作简单,开关电源设计成不能自动稳压的,其功能类似于变压器,只是实现轻型化的隔离降压作用,稳压功能由后面的稳压电路实现。12V直流电压经7805稳压后输出+5V电压;20V直流电压送至可调稳压电路。两者不共地,以便于进行加减组合输出多种电压。
