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《電力電子課程設(shè)計--直流斬波電路》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書直流斬波電路院、部：電氣與信息工程學院學生姓名：何峰學號：09401040238指導教師：桂友超專業(yè)：自動化班級：自本0902完成時間：2012年5月1日設(shè)計任務(wù)書一設(shè)計課題：直流斬波電路設(shè)計二設(shè)計目的任務(wù)學生通過理論設(shè)計和實物制作解決相應的實際問題，鞏固和運用在《電力電子技術(shù)》中所學的理論知識和實驗技能，掌握應用直流斬波電路的一般設(shè)計方法，提高設(shè)計能力和實踐動手能力，為以后從事電力電子電路設(shè)計、研發(fā)電力電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。三設(shè)計要求1可取直流輸入電壓=50V,=350V
2、2電力電子課程設(shè)計說明書一份3設(shè)計時間一周4一人一組一課題四參考資料[1]王兆安．黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)，第4版，機械工業(yè)出版社，2000[2]張乃國．電源技術(shù)．北京：中國電力出版社，1998[3]何希才．新型開關(guān)電源設(shè)計與應用．北京：科學出版社，2001目錄1直流斬波電路設(shè)計方案和方案實施11.1設(shè)計方案選擇11.2升壓斬波電路的設(shè)計原理12單元電路設(shè)計22.1直流供電電路22.2升壓斬波主電路22.3控制和驅(qū)動電路32.3.1芯片SG3525簡介32.3.2控制和驅(qū)動電路原理圖42.4保護電路52.5參數(shù)
3、計算53實驗仿真分析73.1仿真電路73.2仿真結(jié)果與誤差分析7結(jié)束語9致謝10參考文獻11原件清單121直流斬波電路設(shè)計方案和方案實施1.1設(shè)計方案選擇斬波電路有三種控制方式（1）脈沖寬度調(diào)制（PWM）：開關(guān)周期T不變，改變開關(guān)導通時間ton。（2）頻率調(diào)制：開關(guān)導通時間ton不變，改變開關(guān)周期T。（3）混合型：開關(guān)導通時間ton和開關(guān)周期T都可調(diào)，改變占空比。本次設(shè)計采用的是脈寬調(diào)制的方法，開關(guān)選用全控型器件IGBT，它集中了電力MOSFET和GTR得優(yōu)點。1.2升壓斬波電路的設(shè)計原理原理圖如圖2所示
4、：V斷時，E和L共同向C充電并向負載R供電。設(shè)V斷的時間為，則此期間電感L釋放能量為：（1-1）當電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L的能量與釋放的能量相等，即：（1-2）化簡得：(1-3)式中，，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。式中，表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓的大小，將升壓比的倒數(shù)記作，即。則和占空比有如下關(guān)系：（1-4）因此，（1-3）式可以表示為：(1-5)142單元電路設(shè)計2.1直流供電電路生活中現(xiàn)有的都為交流電，所以斬波電路的輸入電壓需由交流電經(jīng)整流得到。本設(shè)計采用
5、橋式電路整流：由四個二極管組成一個全橋整流電路.由整流電路出來的電壓含有較大的紋波，電壓質(zhì)量不太好，故需要進行濾波。本電路采用RL低通濾波器（通過串聯(lián)一個電感，濾除電流的高次諧波，并聯(lián)一個電容濾除電壓的高次諧波），以減小紋波。protel原理圖如下圖1所示：圖1直流供電電路輸入端接220V、50Hz的市電，進過變壓器T1（原線圈/副線圈為4/1）后輸出55V、50Hz。當同名端為正時D2、D5導通，D3、D4截止，電壓上正下負。當同名端為負時D2、D5截止，D3、D4導通，電壓同樣是上正下負，從而實現(xiàn)整流
6、。電感具有電流不能突變，通直流阻交流特性，因此串聯(lián)一個電感可以提高直流電壓品質(zhì)。而電容具有電壓不能突變，通交流阻直流特性，因此并聯(lián)一個大電容可以濾除雜波，減小紋波。結(jié)合兩種元器件的特性，組成上圖整流電路，可以得到比較理想的直流電壓（幅值為50V左右）。2.2升壓斬波主電路本設(shè)計為直流升壓斬波（boostchopper14）電路，該電路是本系統(tǒng)的核心。應為輸出電壓比較大，故斬波器件選用能夠承受大電壓和導通內(nèi)阻小，開關(guān)頻率高，開關(guān)時間小的大功率IGBT管。主電路圖如下圖2所示：圖2主電路原理圖左邊接經(jīng)整流之后
7、的50V電壓。右邊為斬波電壓輸出，V-G為SG3525輸出的PWM斬波信號。G1為IGBT，D5為電力二極管，L2為電感，C1為電容，R1為負載。2.3控制和驅(qū)動電路2.3.1芯片SG3525簡介PWM控制芯片SG3525具體的內(nèi)部引腳結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中，腳16為SG3525的基準電壓源輸出，精度可以達到（5.1±1％）V，采用了溫度補償，而且設(shè)有過流保護電路。腳5、腳6、腳7內(nèi)有一個雙門限比較器，內(nèi)設(shè)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成SG3525的振蕩器。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端(腳3)。
8、腳1及腳2分別為芯片內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。該放大器是一個兩級差分放大器，直流開環(huán)增益為70dB左右。根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)特性要求，在誤差放大器的輸出腳9和腳1之間一般要添加適當?shù)姆答佈a償網(wǎng)絡(luò)。14圖3SG3525引腳圖2.3.2控制和驅(qū)動電路原理圖此電路主要用來驅(qū)動IGBT斬波。產(chǎn)生PWM信號有很多方法，但歸根到底不外乎直接產(chǎn)生PWM的專用芯片、單片機、PLC、可編程邏輯控制器等本電路采用直接產(chǎn)生PWM的專用
