IGBT直流斩波电路的设计1设计原理分析1.1总体结构分析直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。它在电源的设计上有很重要的应用。一般来说，斩波电路的实现都要依靠全控型器件。在这里，我所设计的是基于IGBT的降压斩波短路。直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。电路的结构框图如下图（图1）所示。除了上述主要结构之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电器隔离。1.2主电路的设计主电路是整个斩波电路的核心，降压过程就由此模块完成。其原理图如图2所示。如图，IGBT在控制信号的作用下开通与关断。开通时，二极管截止，电流io流过大电感L，电源给电感充电，同时为负载供电。而IGBT截止时，电感L开始放电为负载供电，二极管VD导通，形成回路。IGBT以这种方式不断重复开通和关断，而电感L足够大，使得负载电流连续，而电压断续。从总体上看，输出电压的平均值减小了。输出电压与输入电压之比a由控制信号的占空比来决定。这也就是降压斩波电路的工作原理。降压斩波的典型波形如下图所示。
上传时间： 2022-06-20
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内容摘要电力电子为人类做出了不可磨灭的贡献，因此研究电力电子件是为时代所需。本次课程设计为三相半波整流电路的设计，本组选择方案为三相半波可控整流电路的设计。主要分为三大模块：主电路一触发电路和保护电路，其中触发电路为集成电路。所选器件基本为电阻-电感和门极可关断晶闸管（GTO）等。由于当负载为电阻和电阻电感时的电路的工作情况不同，所以电路中对它们各自工作的情况进行系统而详细的分析。设计中对电路的工作原理以及电路器件的数计算等均有涉及。根据计算的结果，又遵循经济安全的原则，设计中对器件的型号做出了最后的选择。由于时间仓促，难免有些差错，望批评指正。1设计要求（1）输入电压：三相交流380V、5012（2）输出功率：2KW（3）用集成电路组成触发电路（4）负载性质：电阻、电阻电感（5）对电路进行设计计算说明（6）计算所用元器件型号参数2整流电路的分类及案选择整流电路将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。可以从多种角度对整流电路进行分类：按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按组成的器件可分为不可控半控一全控三种；按交流输入相数可分为单相电路和多相电路；按电压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍和双拍电路。鉴于本课程设计，需要三相半波整流电路，可有两种方案选择：方案1，三相半波不可控整流电路；方案2，三相半波可控整流电路。对于三相半波不可控整流电路，电路中采用了三个二极管整流，此电路不需要触发电路，同时负载电压不可调，而三相半波可控整流电路，电路中采用三个晶闸管整流，电路中有专门的触发电路，触发电路适时的给予脉冲，可调节输出电压，可适合不同电压的要求，并且直流脉动小，可承受整流负载较大，常见使用等优点，所以本次课程设计选择三相半波可控整流电路，即方案2，其大体图形如图（1）。
上传时间： 2022-06-24
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摘要：本文设计了一款Boost实用电路，给出了系统主电路、控制电路及驱动电路，并对各电路中主要的参数进行了计算。借助数模混合仿真软件Saber对电路进行了仿真，并利用仿真结果对电路参数进行了优化，同时把仿真结果与实验结果作了比较分析，最终使设计结果满足了设计要求。关键词：Boost；Saber；混合仿真；PMM高频开关稳压电源已广泛用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源、通信电源、逆变电源、计算机电源、LPS不间断电源、医疗和雷达高压电源等。它能把电网提供的强电和粗电，变换成各种电气设备和仪器所需的高稳定度的精电和细电，它是现代电了设备重要的“心脏供血系统”。Boost升压电路是开关电源基本拓扑结构中的一种，由于其具有优越的无极升压、变压功能，因此，可以把它直接应用于需要升压的地方，如太阳能、风能资源的二次开发利用等。
上传时间： 2022-07-23
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首先对有源功率因数校正电路进行了详细的分析。基于对有源功率因数校正电路的双级式和单级式结构的特点比较，本文采用了单级式的电路结构。选择Boost电路为有源功率因数校正电路的功率级主电路，给出了Boost电路的组成并分析了它的工作过程。进一步，对相应的有源功率因数校正电路工作模式及控制方法作了比较分析，在此基础上本文确定采用连续导电工作模式和平均电流控制策略，并应用UC3854作为有源功率因数校正电路的控制芯片。对UC3854芯片的工作原理及各引脚功能作了介绍，对相应的控制部分的控制输入、乘法器、电压环和电流环部分进行了详细的分析，给出了各个部分的经典设计方法。对于已经确定了结构、功率级主电路、工作模式、控制策略及UC3854控制芯片的有源功率因数校正电路，分析表明，这种传统的有源功率因数校正电路存在着输出电压纹波大、电压环响应速度慢和输入电流叠加开关纹波的缺陷。为此，基于电路的计算仿真，对有源功率因数校正电路做了系统的优化。
上传时间： 2022-07-25
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本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关键技术从理论到仿真进行了较为全面深入的研究，在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有最大功率跟踪算法的基础上，确立了由梯形波永磁同步发电机、三相不可控整流桥、直流升压电路、全桥逆变器构成的并网主电路拓扑结构，提出了通过控制直流升压电路的占空比，以使风机获得最大功率的跟踪算法，同时增加速度估算控制方法，以提高系统的响应速度。 由直流升压电路中储能大电感的存在，迫使发电机的各相电流为梯形波，为了发电机输出功率平稳，减小系统的转矩脉动，则发电机的电动势最好是梯形波。梯形波永磁同步发电机发出的三相电压为梯形波，通过整流桥整流之后，获得脉动较小的整流直流电压，特别适合于大电感滤波，同时电磁转矩脉动小，系统振动噪声低。该电机可以和风力机直接耦合，适用于大型低速风力发电系统。三相不可控整流具有可靠性高，简化硬件电路；直流变换电路可将整流后的直流电压提升到逆变器所需的幅值基本恒定的直流电压，经逆变器逆变后并网。最大功率跟踪算法的提出能够使风电系统快速跟踪风速的变化，维持最佳叶尖速比，捕获最大风能。 本文还利用仿真软件MATLAB/Simulink平台搭建了仿真模块并进行了动态仿真，对所设计的最大功率跟踪算法进行仿真分析。结果表明，该算法具有较快的系统响应，速度估算器也能较快的跟踪变化的实际转速。
上传时间： 2013-04-24
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本文以负载周期性交化而转速基本不变类负载的轻载调压节能控制器为研究对象。研究了以异步电动机的调压节能原理、控制策略、触发脉冲的选择、调压过程振荡现象的原因、解决方案、动态仿真模型等关键技术。 本文研究成果主要包括以下几个方面： 1.利用解析法分析了负载周期变化的恒转矩负载的调压节能原理,得到了异步电动机的调压特性曲线,指出了几种控制方法的本质是一定负载范围内的恒转差率控制。比较了负载转矩对几种控制方法的控制范围、节能效果的影响并且通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。同时分析了风机水泵的调压特性,为异步电动机的节能控制器的方案设计以及为分析实际控制中遇到的问题打下理论基础。 2.设计了晶闸管调压的主电路、选择晶闸管及其相应的保护器件,通过实验和仿真对比分析了双窄脉冲和宽脉冲触发板在电动机周期变化负载调压时的差别。设计了以ARM7/LPC2214为控制器的硬件电路原理图、PCB、液晶显示器、串口通信、节能控制等部分的软硬件的调试,为实验和控制算法的实现作了铺垫。 3.通过实验和仿真,分析了以电源电压为同步信号的三相晶闸管调压过程产生电流振荡的影响因素,即负载转矩,移相触发角的大小,电机的转动惯量,负载的性质。说明了电压同步信号触发方式的适用范围,分析引起电流振荡的本质,提出了以电流为同步信号的解决方案,为实现异步电动机调压节能的动态控制算法扫清了障碍,提高了系统的动态响应速度。 4.建立了基于MATLAB/Simulink节能控制系统动态仿真模型,实现了系统动态跟踪负载变化自动调整电机的端电压,提高电机在空载和轻载时的效率和功率因数,验证了理论分析的正确性。 5.通过实验静态地分析了调压后电机的节能效果。
上传时间： 2013-05-20
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该文对感应电能传输技术进行了研究.由于没有接触摩擦,可减少对设备的损伤,也不会产生易引燃引爆的火花,可用于目前正在兴起的高速电力机车、城市电车馈电以及化工、采矿等易燃易爆领域.文中对用于感应电能传输系统的滑动绕组变压器进行了系统分析,给出了数学模型,并提出了优化设计方案.文中详细分析了感应电能传输技术的理论和方法,进而设计出用于感应电能传输系统的移相全桥串联谐振逆变器.该文对逆变器的工作原理进行详细分析,设计制作出高频变换电路的主电路及控制电路,并仿真给出试验中逆变器的波形.
上传时间： 2013-04-24
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该文研究了一种新型电压空间矢量控制两相逆变器—异步电动机的变频调速系统,该系统可以广泛应用于小功率、宽调速运行的场合.该项研究完成两相逆变器的设计,并组成了试验用的两相逆变器—异步电动机系统.系统是一个转速开环的变频调速系统,由单片机机控制电路、功率驱动电路、逆变器主电路、保护电路组成.论文通过对电机基本方程进行Kron变换和对称分量变换,分别建立了系统完整的数学模型,编制了动态和稳态仿真程序,并对系统进行了仿真,对系统的动态、稳态性能进行分析.相对于方波等其它供电方式的控制,采用电压空间矢量技术在小功率两相异步电动机的变频调速控制上的应用可使转矩脉动减少,效率提高,具有一定的经济性和实用性.
上传时间： 2013-08-01
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该文通过研究直流调速系统双向功率变换电路,提出一种ZCZVS Boost双向DC/DC变换器与VVVF变频调速器相结合,驱动鼠笼型异步电机的节能型电动车交流驱动系统.该系统在功能上实现了车辆刹车减速或下坡制动时能量的回馈,达到节能、提高能量使用效率和增加车辆行驶距离的目的;采用交流异步电机,克服了传统直流驱动系统的诸多缺陷,降低了成本,减少了维护;采用ZCZVS技术,降低了电磁干扰和损耗,提高了效率;另外,在逆变主电路中采用IPM模块,简化了系统结构,节约了空间,提高了整个系统的可靠性和经济性.论文详细分析了系统工作原理,进行了拓扑和参数设计,并完成一套300W样机的制作,通过相应的仿真和实验测试,验证了系统的可行性,特别适用于频繁减速或刹车制动的电动车辆.预计该系统在旅游风景区、山城等将有很好的应用前景.
上传时间： 2013-07-01
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传统的整流装置是电网污染的主要来源,三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行的特点,甚至可以实现电能回馈电网.该文主要研究了三相电压型PWM整流器,内容包括下列方面:原理、拓扑结构、数学模型、控制策略和硬件实现.建立数学模型是研究三相PWM整流器的有效手段.分别在ABC静止坐标系、αβ静止坐标系和dq旋转坐标系中建立了低频和高频数学模型.该文主要对电压矢量定向控制和直接功率控制这两种关于PWM整流器的控制策略进行了研究.电压矢量定向控制包括间接电流控制和直接电流控制,该文分别介绍了它们的原理.关于直接电流控制,建立了它的仿真模型,并介绍了数字化实现的方法.由于电网电压的谐波会恶化PWM整流器的工作性能,所以研究了改良的方法,并进行了实验验证.直接功率控制方法的主要特点是结构简单、动态响应快、抗干扰性能好.该文介绍了瞬时功率的概念、直接功率控制的原理和电压矢量选择的方法.由于传统的开关状态表是引起无功功率控制效果差的主要原因,所以提出了改造开关状态表的方法.仿真和实验结果验证了此方法的有效性.最后,对电压矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比较研究.关于硬件方面,介绍了主电路LC参数的计算方法、二阶有源滤波的设计方法、DSP2407的主要功能、IPM的驱动与保护.
上传时间： 2013-04-24
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