用于機車空調(diào)的DC/DC變換器

（2）

電感中電流紋波為

ΔI=t_on=DT（3）

忽略變換器損耗，變換器輸入功率等于輸出功率，即

V_iI_L(AV)=V_oI_o（4）

式中：I_L(AV)為電感電流的平均值。

由式（4）得

I_L(AV)=I_o=I_o（5）

為保證電流連續(xù)，電感電流應(yīng)滿足式（6）。

I_L(AV)≥ΔI/2（6）

考慮到式（3）及式（6），可得到滿足電流連續(xù)情況下的電感值為

L≥R_LTD(1－D)2（7）

應(yīng)在所有占空比情況下滿足式(7)，同時考慮在10％額定負(fù)載以上電流連續(xù)的情況。10％負(fù)載相當(dāng)于R_L=180Ω，當(dāng)D=時得到滿足電流連續(xù)時的電感值為

L≥×180××=0.89mH，實際電路中取L=1.1mH。

2.2.3 輸出濾波電容容量的計算

為滿足輸出紋波電壓相對值的要求,濾波電容由式（8）決定[1]。

C≥(8)

根據(jù)設(shè)計要求，在輸入電壓為55V時，輸出電壓仍應(yīng)為300V。這樣，最大占空比D_max===0.82，考慮在最大占空比及滿載情況，并取電壓紋波系數(shù)為2％，開關(guān)頻率15kHz，負(fù)載電阻為18Ω，可求得C=160μF，實際電路中取C=220μF。

2.2.4 功率開關(guān)器件IGBT的選擇

IGBT中流過的電流峰值即為流過電感電流的峰值，即

I_S(M)=I_L(M)=I_L(AV)＋ΔI_L（9）

式中：I_L（M）及I_S（M）分別為電感電流峰值及流過IGBT電流峰值。

將式（3）代入式（9），在滿負(fù)載情況下，可得I_S(M)=150A，再考慮二倍的安全裕量；在開關(guān)管關(guān)斷時其兩端電壓為輸入電壓，即300V，同樣也考慮二倍的安全裕量，于是選擇600V/300A的IGBT。

3 PWM控制及IGBT驅(qū)動電路

3.1 PWM控制電路[2]

PWM控制采用SG3524控制器，其原理框圖如圖4所示。

圖4 3524原理方框圖

直流電源V_s從腳15送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生穩(wěn)定的＋5V基準(zhǔn)電壓，再送到內(nèi)部及外部其他電路作為電源。腳7須外接電容C_T，腳6須外接電阻R_T，這樣在腳7產(chǎn)生鋸齒波。選擇不同的C_T與R_T，即可產(chǎn)生不同的振蕩頻率。振蕩器的輸出分為兩路：一路以時鐘脈沖形式送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及兩個或非門；另一路以鋸齒波形式（腳7）送至比較器的同相端。比較器的反向端連向誤差放大器。誤差放大器實際是差分放大器，其一個輸入端與經(jīng)過分壓的輸出電壓相連，起到反饋作用。V_REF通過電阻分壓作為給定信號連接該放大器的另一端，腳9是補償端。誤差放大器的輸出與鋸齒波相比較，比較器的輸出為隨誤差放大器輸出電壓大小而改變寬度的脈沖信號，再將該脈沖信號送到或非門的輸入端，或非門的另兩個輸入端分別為觸發(fā)器及振蕩器的輸出信號，最后送出兩路互差180°的脈沖波。SG3524具有外部關(guān)斷功能，當(dāng)外部故障時，通過腳10封鎖SG3524的PWM輸出，起到保護作用。

在本方案中，將腳12、腳11分別與腳13、腳14并聯(lián)，將總的輸出脈沖展寬，使原來兩路占空比為0～50％脈沖展寬為占空比為0～100％的一路脈沖。在實際使用中，為防止由于脈沖過寬而引起的主電路過流，在腳9加了限幅電路。