2000W电烤箱温度控制电路

辽宁工业大学

电力电子技术课程设计（论文）题目：2000W电烤箱温度控制电路

院（系）：电气工程学院

专业班级：电气093班

学号： 0903030**

学生姓名： *****

指导教师：（签字）

起止时间：2011-12-26至2011-1-5

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：电气教研室

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

本文设计的是2000W电烤箱温度控制电路，实现温度控制的方法有很多，例如：通过晶闸管等电力电子器件对输入输出之间的交流电能进行变换与控制的电路形式，其常用的控制方式有四种：①相位控制；②周期控制；③通断控制；

④斩波控制等。根据不同的控制方式可以将交流电力控制系统分为以下几种基本类型。

（1）交流调压电路（2）交流电力电子开关（3）交流斩波调压电路

交流电力控制系统中，交流调压电路应用最为广泛，本文采取的就是单相交流调压电路。

交流调压电路是利用两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制来控制交流输出。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值。

电路控制：用晶闸管触发电路来有效的控制晶闸管的导通与截止，来完成对电烤箱交流调压电路的工作控制。

电路保护：用阻容吸收网络和快速熔断器来防止晶闸管因过电压或过电流造成的损坏。

器件选择：通过计算对晶闸管、触发电路、阻容吸收网络、快速熔断器各个器件进行选择。

关键词：交流调压电路；晶闸管；晶闸管触发电路；阻容吸收网络；快速熔断器

目录

第1章绪论 1电力电子技术概况1

本文设计内容2

第2章 2000W烤箱温度控制电路设计 3 2000W烤箱温度控制总体设计方案3

具体电路设计4主电路设计 4主电路图的波形分析 4

主电路的参数计算 5控制设计 5

保护电路设计 7

元器件型号选择9

系统调试或仿真、数据分析12数据分析： 12

单相交流调压电路的MATLAB仿真 12

仿真结果分析 13

第3章课程设计总结 15参考文献 17

第1章绪论

1.1电力电子技术概况

电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲要的。

电力电子技术的诞生是以1957年第一个晶闸管的诞生为标志的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路主要采用相控方式。20世纪70年代后期，以GTO、BJT、Power-MOSFET为代表的全控型器件迅速发展。对其构成的电路主要采用斩控方式。在20世纪80年代后期，以IGBT为代表的复合型器件异军突起，它是MOSFET和BJT的复合，把优点集于一身性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的主导器件。

为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了极大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC）。

目前，电力电子集成技术的发展十分迅速，其发展焦点是混合集成技术。随着全控器件的开关损耗也随之增大。为此，零电压开关、零电流开关应运而生，以提高功率。从而提高了电力电子装置的功率密度。

电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。其中，只改变电压、电流而不改变交流频率的电路成为交流—交流电力控制电路，包括交流调压电路，交流调功电路，交流电力电子开关等。

1.2本文设计内容

本文利用晶闸管构成的交流调压电路，通过对晶闸管触发角的控制来调节输出电压，改变电烤箱电热丝的电压，从而改变电烤箱的温度，并实现连续调温。满足人们对不同食物烘烤温度的不同要求。

交流调压电路就是利用两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制来控制交流输出。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值。

下面对晶闸管的工作原理进行简单的介绍：

只有在晶闸管承受正向电压并且门极有触发电流时晶闸管才能导通，晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通，只有在晶闸管承受反向电压时，使流过晶闸管的电流降到某一数值以下才会截止。

用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉、电烤箱的温度控制、灯光调节、异步电动机的启动和调速等；用晶闸管触发电路来有效的控制晶闸管的导通与截止，来完成对电烤箱交流调压电路的工作控制。

第2章2000w烤箱温度控制电路设计

2.1 2000w烤箱温度控制总体设计方案

总体设计方案框图如下所示：

将一种形式的交流电能转换成另一种形式交流电能过程称为交流—交流变换过程，凡是能实现这种变换的电路称为交流—交流变换电路。对于单相交流电的电压进行调节的电路可用于温度控制、交流电动机调速控制、灯光控制等场合。与自耦变压器调压等方法相比，交流调压电路控制方便、经济可靠，调节速度快，装置的重量轻、体积小，减少能源消耗，结构原理简单。因此，本方案采用交流调压电路来进行对电烤箱的连续温度控制。

下面对各部分功能进行简单的说明：

1、220V交流输入部分：为电路提供电源输入，主要是市电输入。

2、交流调压环节部分：由单相交流调压电路来产生连续可调的输出电压有效

值来实现电烤箱温度的控制。

3、晶闸管触发电路：由晶闸管触发电路来实现晶闸管的导通与截止。

4、保护电路：由保护电路（包括过电流保护、过电压保护）来实现整体电路

的可靠工作，防止电力电子器件由于故障损坏。

5、输出连续可调交流电部分：为电烤箱提供电源输入。