主转换电路设计

ACESFW系统分为三个部分，飞轮本体部分（包括转子和电机）、升速控制器和能量释放控制器。这里只设计能量释放控制器部分。

　　能量释放控制器首先将电机输出的三相反电动势经过三相二极管整流桥整流为脉动的直流，经过低通滤波电路滤去高频纹波并稳压之后，再通过BUCk直流降压斩波器控制为稳定的直流电压，其电路如图所示。

　　图 二极管整流桥及BUCk电路图

　　采用的降压斩波器为单开关BUCk型（降压型），输出电流恒定，输出电压较低，工作于断续电流模式（DCM）。转换电路主要由电感、电容、MOSFET、二极管等组成。电机输出的三相电压首先经过三相二极管整流桥（6只快恢复二极管MUR1560）整流为脉动的直流，然后通过电感L】及电容C26、C27，组成的低通滤波电路滤去高频纹波并稳压之后，再与降压斩波器的MOSFET IRF3710的漏极（D极）连接，并且在MOSFET的源极（s极）和地之间反并联一只二极管。MOSFET的栅极（G极）由DSP发出的控制信号通过驱动电路控制MOSFET的通断，MOSFET此时工作在开关状态。在经过MOSFET之后通过一个电感值较大的续流电感L，这样可以使负载电流连续且脉动小，再经过－个稳压电容，滤去高频纹波，终输出稳定的直流电压。

　　BUCk工作时，MOSFET Q8用做开关管。当MOSFET的D、S极导通时，BUCk的电流线性增加，电容处于充电状态，这时二极管承受反向电压；当D、S极断开时，由于电感中的电流不能突变，所以通过VD，，组成闭合回路，电容放电，以提供负载电能的需求。此时二极管承受正向电压，构成通路，所以成VD11，为续流二极管。由于负载端平均电压小于整流后输出的平均电压，所以BUCk为降压斩波器。工作过程中，整流端电流在D、s极导通时，其值大于0；当D、S极断开时，其值为0，所以源端电流是脉动的，但输出电流在L28、C28：的作用下却是连续平稳的。