基于某igbt地降壓斬波電路

《基于某igbt地降壓斬波電路》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。

1、實用文案1引言隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多。電子設(shè)備的小型化和低成本化使電源向輕、薄、小和高效率方向發(fā)展。開關(guān)電源因其體積小，重量輕和效率高的優(yōu)點而在各種電子信息設(shè)備中得到廣泛的應用。直流電動機在冶金、礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應用。直流電動機的啟動和調(diào)速性能、過載能力強等特點顯得十分重要。計算機在控制領(lǐng)域和高開關(guān)頻率、全控型第二代電力半導體器件的發(fā)展，以及脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù)的應用，直流電機得到廣泛應用。直流電動機轉(zhuǎn)速的控制方法可分勵磁控制法與電樞電壓控制法兩類。勵磁控制法控制磁通，其控制功率

2、雖然小，但低速時受到磁飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強度的限制；而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應較差。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法，調(diào)節(jié)電阻即可改變端電壓，達到調(diào)速目的。但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低。目前,市場上用的最多的IGBT直流斬波器,它是屬于全控型斬波器，它的主導器件采用國際上先進的電力電子器件IGBT，由門極電壓控制，從根本上克服了晶閘管斬波器及GTR斬波器的缺點。該斬波器既能為煤礦窄軌電機車配套的調(diào)速裝置，針對不同的負載對象，做一些少量的改動又可用于其它要求供電電壓可調(diào)的直流負載上。與可控硅脈沖調(diào)速方式和電阻調(diào)速方式相比，具有明顯的優(yōu)點

3、。標準文檔實用文案IGBT降壓斬波電路就是直流斬波中最基本的一種電路，是用IGBT作為全控型器件的降壓斬波電路，用于直流到直流的降壓變換。IGBT是MOSFET與雙極晶體管的復合器件。它既有MOSFET易驅(qū)動的特點，又具有功率晶體管電壓、電流容量大等優(yōu)點。其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾千赫茲頻率范圍內(nèi)，故在較高頻率的大、中功率應用中占據(jù)了主導地位。所以用IGBT作為全控型器件的降壓斬波電路就有了IGBT易驅(qū)動，電壓、電流容量大的優(yōu)點。因此，在電力電子技術(shù)應用領(lǐng)域中有廣闊的發(fā)展前景，也由于開關(guān)電源向低電壓，大電流和高效率發(fā)展的趨勢，促進了IGBT降壓斬波電路的發(fā)展

4、。本系統(tǒng)正是基于IGBT的直流斬波作為直流電機調(diào)速系統(tǒng)。2課程設(shè)計的方案2.1概述本次設(shè)計主要是綜合電力電子所學知識，設(shè)計出對直流電機的調(diào)速系統(tǒng)，并在實踐的基本技能方面進行一次系統(tǒng)的訓練。能夠較全面地鞏固和應用電力電子課程中所學的基本理論和基本方法。應用場合：應用于電力機車和高速動車組,風力發(fā)電機調(diào)速等工業(yè)控制領(lǐng)域。系統(tǒng)功能介紹：IGBT降壓斬波電路,可通過IGBT的通斷，控制電機兩端電壓的變化，從而達到直流調(diào)速的目的，系統(tǒng)具有過壓過流保護電路。2.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。它在電源的設(shè)計上有很重要的應用。一般來說，斬波電路的實現(xiàn)都要

5、依靠全控型器件。在這里，本系統(tǒng)設(shè)計的是基于IGBT的降壓斬波電路。系統(tǒng)電路主要分為三個部分，分別為主電路模塊，觸發(fā)電路模塊和驅(qū)動電路模塊,其次還需要整流電路和保護電路。系統(tǒng)整體框圖如圖2.1所示。觸發(fā)電路驅(qū)動電路電源主電路整流電路保護電路標準文檔實用文案圖2.1系統(tǒng)整體框圖3硬件設(shè)計3.1整流電路設(shè)計供給斬波的直流電是由交流電經(jīng)整流后得到的，其匝數(shù)比經(jīng)計算為1:0.75。整流橋后加大電容和大電感對電壓和電流進行濾波。整流電路如圖3.1所示。圖3.1整流電路由任務(wù)要求可知要求供給斬波的直流電壓為210V。觸發(fā)電路的PWM調(diào)節(jié)范圍為10%--90%,當觸發(fā)電路占空比為90%時輸出電壓最大為額定

6、電壓。觸發(fā)器占空比90%時負載電壓：UR=210V整流橋輸出電壓:U1=210/0.9=233.33V標準文檔實用文案變壓器二次側(cè)電壓有效值為：U2=233/√2=164.76V變壓器二次側(cè)電流最大有效值為：I2=1.2A變壓器一次側(cè)與二次側(cè)匝數(shù)比：N1:N2=1:0.753.2主電路設(shè)計主電路是整個斬波電路的核心，本系統(tǒng)設(shè)計的是降壓斬波電路模塊，通過降壓斬波電路實現(xiàn)對電機兩端電壓調(diào)節(jié)，從而達到對電機調(diào)速的目的。主電路如圖3.2所示。圖3.2主電路如圖3.2所示，IGBT在控制信號的作用下開通與關(guān)斷。開通時，二極管截止，電流流過大電感L，電源給電感充電，同時為負載供電。而IGBT截止時，電

7、感L開始放電為負載供電，二極管VD導通，形成回路。IGBT以這種方式不斷重復開通和關(guān)斷，而電感L足夠大，使得負載電流連續(xù)，而電壓斷續(xù)。從總體上看，輸出電壓的平均值減小了。輸出電壓與輸入電壓之比α由控制信號的占空比來決定。這也就是降壓斬波電路的工作原理。標準文檔實用文案降壓斬波的典型波形如圖3.3所示。圖3.3降壓斬波波形圖圖3.2中的負載為電動機，是一種放電動式負載。反電動勢負載有電流連續(xù)和電流斷續(xù)兩種工作狀態(tài)。分別入圖