基于斩波方式的交流调压研究
斩波式交流调压电路工作原理
斩波式交流调压电路工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠斩波式交流调压电路的工作原理。
你看啊，这斩波式交流调压电路就像是一个神奇的魔术师。
它能把普通的交流电变得不一样，就好比咱能把一块普通的布料变成一件漂亮的衣服。
想象一下，交流电就像一条流淌的小河，有高有低，有起有伏。
而斩波式交流调压电路呢，就是在这条小河上设置的一道道关卡。
它可以根据我们的需要，把小河里的水拦住一部分，或者放过去一部分。
在这个过程中，有个关键的元件叫晶闸管。
这晶闸管就像是个聪明的守门员，它能根据指令，准确地开关，控制电流的通过和阻断。
当晶闸管导通的时候，电流就可以顺畅地通过，就像打开了水龙头，水哗哗地流。
当晶闸管阻断的时候，电流就过不去啦，就像把水龙头给关上了。
那它是怎么实现调压的呢？嘿嘿，这就有意思了。
通过控制晶闸管的导通和阻断时间，就能改变输出电压的大小。
比如说，导通时间长一点，输出电压就高一点；导通时间短一点，输出电压就低一点。
这多神奇呀！就好像我们走路，走得快一点，就能在同样时间里走更远的路；走得慢一点，走的路就少一些。
斩波式交流调压电路就是这样巧妙地控制着电压。
而且啊，这种调压方式还有很多优点呢！它反应速度快，就像短跑运动员一样，能迅速做出反应。
而且效率高，不会浪费太多的能量，就跟咱过日子要精打细算一样。
在实际应用中，斩波式交流调压电路可厉害啦！像一些需要调节电压的设备，比如电动机的调速，它就能大显身手。
能让电动机跑得更快或者更慢，适应不同的工作需求。
你说这斩波式交流调压电路是不是很了不起？它就像一个默默工作的小英雄，在我们看不到的地方发挥着重要的作用。
让我们的生活变得更加方便、高效。
所以啊，咱可别小瞧了这小小的斩波式交流调压电路，它里面蕴含的学问可大着呢！咱得好好研究研究，让它为我们的生活创造更多的价值！这就是斩波式交流调压电路的工作原理啦，大家明白了吗？。
基于PWM斩波的交流调压系统设计
2 交流斩波调压原理及主电路 结构
2.1 交流调压原理
交流斩波调压与直流斩波电路有 类似之处，只是其斩控对象不一样， 直流斩波电路的输入是直流电压，交 流斩波调压的输入是正弦。模型原理 图如图 1 所示。S1 为斩波开关，S2 为续流开关，S1 和 S2 在时序上是互 补的。 定义载波比 kc 为输入电源电压
Abstract: With the development of high power electronic devices, high-performance switch mode AC voltage is widely used. In the introduction of AC voltage regulator principle and chopped AC voltage regulator circuit, the system uses PWM signal of stc12c5608ad microcontroller to control IGBT switch tube by driving circuit. Finally, the simulation and experimental waveforms are provided, the results show that the AC voltage regulator by chopped has good advantage of easy filter, good output voltage and current waveforms. Key words:AC voltage regulator PWM MCU IGBT 【中图分类号】TM762 【文献标识码】B 文章编号 1561-0330（2012）08-0098-04
5-4-斩波调压是如何实现的
斩控调压是如何实现的斩控交流调压电路作原
◆斩控交流调压电路工作原理
◆斩控调压电路的优点
◆相控调压电路的缺陷
☞深控时，功率因数很低。
控时功率数很低
☞谐波含量很高。
◆能不能找到很好的解决方案？
◆斩控式交流调压电路的基本原理
☞一般采用
般采用全控型器件作为开关器件
☞基本原理和直流斩波电路有类似之处
正半周和负半周分别有斩波器件和续流器件☞u
1
正半周和负半周，分别有斩波器件和续流器件
☞设斩波器件（V
1或V
2
）导通时间为t
on
，开关周期为T，改变可调节输出电压
则导通比α=t
on
/T，改变α可调节输出电压，斩波控制有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
波控制用V V 1
VD 1
3给负载电
流提供续流通
道
R i 1
V VD V VD
◆注意：调节占空比可
斩控式单相交流调压器的特性
（电阻负载时）改变输出电压有效值
☞电源电流的基波分量和电
源电压同相位，即位移因数
为1。
☞电源电流不含低次谐波，
只含和开关周期T有关的高次
谐波。
☞功率因数接近1。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
本节要点
1、斩控调压电路原理
掌握控制方法
2、分析斩控调压的输出波形
输出电压的调整过程3、斩控调压的优点。
单相斩控式交流调压电路设计
单相斩控式交流调压电路设计概述单相斩控式交流调压电路的设计用于对交流电源进行调压控制，使输出电压能够稳定在需求范围内。
本文将对该调压电路的设计原理、电路构成、工作原理以及参数选取等进行全面详细的探讨。
设计原理单相斩控式交流调压电路的设计原理基于斩波调压技术，通过控制晶闸管的导通时间来改变输出电压的大小。
其基本思想是在每个交流周期的一定时刻截止半导体器件的导通，从而将源电压锯齿状的波形转换为脉宽调制形式，通过改变脉宽来调节输出电压。
电路构成单相斩控式交流调压电路主要由以下几个部分构成：输入滤波电路输入滤波电路主要用于对输入电压进行平滑滤波，降低谐波成分，获得稳定的直流电压。
常用的输入滤波电路包括电容滤波电路和电感滤波电路。
斩波电路斩波电路是单相斩控式交流调压电路的核心部分，用于将交流电压转换为可调的脉冲电压。
斩波电路一般由晶闸管、二极管以及继电器等组成。
控制电路控制电路用于生成脉宽调制信号，对晶闸管的导通时间进行控制，从而实现输出电压的调节。
一般采用微处理器或者模拟控制电路来生成控制信号。
输出滤波电路输出滤波电路主要用于对输出脉冲进行滤波平滑，得到稳定的直流输出电压。
常用的输出滤波电路包括电感滤波电路和电容滤波电路。
工作原理单相斩控式交流调压电路的工作原理如下：1.输入电压经过输入滤波电路进行滤波后，进入斩波电路。
2.斩波电路将交流电压转换为可调的脉冲电压，通过控制电路的控制信号对晶闸管进行导通和截止控制，改变输出脉冲的脉宽。
3.输出脉冲经过输出滤波电路进行滤波平滑后，得到稳定的直流输出电压。
参数选取在设计单相斩控式交流调压电路时，需要选取合适的参数来保证电路的稳定性和性能。
主要包括以下几个方面：输入电压范围根据实际应用情况选择合适的输入电压范围，通常是根据供电网络的标准电压范围来确定。
输出电压范围根据需求确定输出电压的范围，确保设计的电路可以满足实际需求。
控制信号频率控制信号频率越高，调压速度越快，但也会增加电路的复杂度和功耗。
单相交流调压电路仿真实验报告
单相交流调压电路仿真实验报告一、实验目的本实验旨在通过仿真模拟，深入理解单相交流调压电路的工作原理和性能特点，掌握其电压调节原理和操作方法，提高对电力电子技术的理解和应用能力。
二、实验原理单相交流调压电路是通过控制开关器件的通断，调节输入交流电压的幅值和相位，以达到调节输出电压的目的。
根据控制方式的不同，单相交流调压电路可以分为斩波调压和相控调压两种。
本实验采用斩波调压方式。
斩波调压是通过控制开关器件的通断时间，调节输出电压的幅值。
当开关器件导通时，输出电压为输入电压；当开关器件关断时，输出电压为0。
通过调节开关器件的通断时间，可以改变输出电压的平均值，从而实现调节输出电压幅值的目的。
三、实验设备本实验使用MATLAB/Simulink软件进行仿真模拟，实验设备包括计算机、MATLAB/Simulink软件、电源模块、电阻器、电感器和开关器件等。
四、实验步骤1. 打开MATLAB/Simulink软件，新建一个仿真模型；2. 搭建单相交流调压电路的仿真模型，包括电源模块、电阻器、电感器、开关器件等；3. 设置仿真参数，如仿真时间、采样时间等；4. 启动仿真，观察并记录仿真结果；5. 分析仿真结果，包括输出电压的波形、相位、幅值等；6. 调整开关器件的通断时间，观察输出电压的变化，并分析斩波调压原理；7. 整理实验数据和波形，撰写实验报告。
五、实验结果与分析通过仿真模拟，我们得到了单相交流调压电路在不同开关器件通断时间下的输出电压波形。
从实验结果可以看出，当开关器件导通时间越长，输出电压的幅值就越高；当开关器件关断时间越长，输出电压的幅值就越低。
这个结果表明斩波调压原理是可行的。
此外，我们还观察了输出电压的相位变化。
当开关器件导通时，输出电压与输入电压同相位；当开关器件关断时，输出电压为0。
这说明斩波调压方式不会改变输出电压的相位。
六、结论与总结通过本次单相交流调压电路的仿真实验，我们深入了解了斩波调压电路的工作原理和性能特点，掌握了其电压调节方法和操作技巧。
交流调压及斩波电路
② 通电时间t1不变，而通断周期T可变，称 为调频。
③ t1和T 均可变，称为混合调制
按直流电源与负载进行能量交换的形式分，从原 理上可分为三类：
① A型斩波器，它只能在单象限工作，此时输出的直 流电压极性不变，电流平均值也只能维持在一个方向
u1
始控制应点附应加分导别通定角在小电于源或电等压每
个半周于的18起0度始的点条，件α的。最大范围 iG1
是0＜ α＜π 。正、负半周有相同
α
的α角。
iG2
在一个晶闸管导通时，它的管压降
i0
θ
晶闸管 导通角
为另一个晶闸管的反向电压而使其截止。 U0
于是在一个晶闸管导通时，电路工作情
α
况和单相半波整流时相同。负载电流i0 uAK1
② 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、 在选定的时刻内将负载与电源接通，改变选定的时刻可达 到调压的目的。
在交流调压中，相位控制应用较多，下面主要分析相 位控制的交流调压器，先阐述作为基础的单相交流调压器。 单相交流调压器的工作情况与它的负载性质有关。
一、电阻性负载
VT1 i0
u1
VT2
流是完整的正弦波。
α＝
30度时，属1类工作状态与2类工作状态每隔
t = T时完成一个通断周期并开始下一个工作周期，把负载电流断续的状态称为状态2。
30度交替工作状况。 α ＝ 当t = tK时刻，通过换流电路的作用，使晶闸管关断，负载电流通过二极管续流，负载电流按指数关断器件，省去了换流回路，又可提高斩波器的频率，是发展的方向，但应注意处理回路中存储能量的问题。
i2
斩控式交流调压电路实验报告
斩控式沟通调压电路试验报告沟通调压的掌握方式有三种：①整周波通断掌握。
整周波掌握调压——适用于负载热时间常数较大的电热掌握系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比，使沟通开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图 1-1 所示。
转变导通的周波数和掌握周期的周波数之比即可转变输出电压。
为了提高输出电压的区分率，必需增加掌握周期的周波数。
为了削减对四周通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开头导通。
但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由掌握周期打算的奇数次谐波，这些谐波引起电网电压变化，造成对电网的污染。
图1-1 周期掌握的电压波形②相位掌握。
相位掌握调压——利用掌握触发滞后角α的方法,掌握输出电压。
晶闸管承受正向电压开头到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内转变触发滞后角，即能转变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图 1-2 是阻性负载时相控方式的沟通调压电路的输出电压波形。
相控沟通调压电路输出电压包含较多的谐波重量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波掌握。
斩波掌握调压——使开关在一个电源周期中屡次通断，将输入电压切成几个小段，用转变段的宽度或开关通断的周期来调整输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图 1-2 为斩波掌握的沟通调压电路的输出电压波形。
图1-2 相位掌握的电压输出波形在斩波掌握的沟通调压电路中，为了在感性负载下供给续流通路，除了串联的双向开关 S1 外，还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1 导通，S2 关断时，输出电压等于输入电压；开关 S1 关断，S2 导通时,输出电压为零。
掌握开关导通时间与关断时间之比即能掌握沟通调压器的输出电压。
基于SG3525斩控式单相交流调压电路1
目录第1章概述 (2)1.1 课题来源 (2)1.2 解决方法 (2)1.3 优势 (3)第2章总体方案及基本原理 (4)2.1 基本原理 (4)2.2总体方案 (4)第3章主电路的设计 (6)3.1 主电路的总体设计 (6)3.2主电路保护设计 (8)3.3 主电路参数计算和元器件的选择 (9)3.3.1开关管IGBT的选择 (9)3.3.2续流二极管的选择 (9)3.3.3具体参数计算 (10)第4章控制及驱动电路设计 (11)4.1主控制芯片的详细说明 (11)4.1.1芯片的选择 (11)4.1.2芯片的详细介绍 (11)4.1.3 芯片的工作原理 (13)4.2 驱动电路设计 (14)第5章保护电路及设计 (16)5.1 过零检测及续流触发电路 (16)5.2 输出限流电路 (17)5.3输入过压电路 (17)5.4 结果分析 (18)第6章设计总结与体会 (21)附录A 总电路图 (22)附录B 参考文献 (23)第1章概述1.1 课题来源单相交流电源的应用是非常广泛的。
比如在农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：1)磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。
这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。
2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。
这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。
3)电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。
从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的性能。
逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而且还可以实现频率的变换。
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Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｐｏ ｗｅ ｒ ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎ ｉ ｃ ｓ． Ｉ ＧＢＴ， ＡＣ ｃ ｈ ｏｐｐｅ ｒ ， ｖ ｏ ｌ ｔ ａｇ ｅ ｒ ｅｇｕ ｌ ａ ｔ ｏｒ ｓ
交 流 斩 波 调 压技 术 作 为 一 种 高 性 能 交 流 调 压 技 术 ，符 合 电 力 电子 技 术 高 频 化 、 高 效 化 以及 低 污 染 发 展 趋 势 ， 又 随着 Ｉ ＧＢ Ｔ 等 全 控 电力 电 子 器 件 的快 速 发 展 ，斩 波 调 压 将 逐 步 取 代 晶 闸 管
２ 双 向 功 率 开 关 的 连 接 方式
相控交流调压” 。 其 丰 富 的控 制 种 类 ， 多 样 的 电子 开 关 组 合 ， 为
不 同 使 用 要 求 提 供 高 性 价 比产 品 ， 是一 种经济型交流调压技术 。 智 能 交 流 电 力 控 制 器 可 广 泛 用 于 工 业 各 领 域 的 电压 调 节 恒 压 恒 流恒功 率调节 ， 适用于 电阻性负载 、 电感性负 载 、 变 压 器 和 电 机 软起控制等 。 本文在理论分析的基础上 ， 通 过 和 合 理 控 制 方 式 的
１ ３ ６
基 于 斩 波 方 式 的 交 流 调 压 研 究
基于斩波方式的交流调压研究
Ｓｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ＡＣ Ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｒｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｈ ｏｐ ｐ ｅ ｒ
薛博 盛 陈 西克 符 影 杰 （ 东南大学 自 动化 学院， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ）
ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ Ａ Ｃ ｃ ｈ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ Ａ Ｃ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ
摘 要
随 着 电力 电 子技 术 的发 展 ， 交 流 调 压技 术 在 工 业 领 域 发展 迅速 。 交 流 斩 波技 术是 一 种 新 型 高性 能 的 交 流调 压 技 术 ， 在 中 小 交流 调 压 领 域 获 得 广 泛应 用 。 交 流 斩 波 有 多种 方 式 ，课 题 基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真技 术 对 交 流 斩 波 调 压 的各 种 方 式 进 行 仿 真， 分 析 和 研 究 各种 优 缺 点 ， 哪种 方 式 的 更 适合 实 际 的 工 业领 域 。
ｓ ｍａｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｅｄｉ ｕｍ ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇｅ ＡＣ ＡＣ ｃｈ ｏｐ ｐｅｒ ｈ ａ ｓ ａ ｖａ ｒ ｉ ｅｔ ｙ ｏ ｆ ｗａｙ ｓ ， ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐｅｒ ｃａ ｒ ｒ ｉ ｅｓ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｏｕ ｓ ｗａｙ ｓ ｏ ｆ ＡＣ ｃ ｈ ｏｐｐｅ ｒ ｂ ｙ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ｂａ ｓｅ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇ ｙ， ａ ｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄｖ ａｎ ｔ ａ ｇｅｓ ａｎ ｄ ｄｉ ｓ ａｄ Ｖａ ｎ ｔ ａ ｇｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｗａ ｙ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ
关键词 ： 电 力 电子 ， 绝 缘栅 双极 晶体 管 ， 交流 斩 波 ， 调 压技 术
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐｏ ｗｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎｉ ｃ ｔ ｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ ，ＡＣ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇｅ ｒ ｅｇｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇｙ ｉ ｓ ｄｅ ｖ ｅｌ ｏｐｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｐｉ ｄｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｎ —
在 交 流 斩 波 调 压 电 路 调 压 电路 中有 多 种 连 接 方 式 ，有 单 可 控器件型 、 双可控器件型 。 在单 管 双 向 电 子开 关 中全 控 开关 只有
一
选 择 和 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ仿 真 软 件 的 使 用 对 交 流 斩 波 调 压 电 路
进行分析和研究 。 １ 交 流 斩 波 原 理
个， 其 它 由 四个 不 控 的快 恢 复 二 极 管 构 成 。 可 以看 出这 种 拓 扑
交 流 斩 波 调 压 与 直 流 脉 宽 调 制 原 理 一 样 ，只 是 斩 波 调 制 对 象 不同 ， 电 路 结 构 上 要 求 能 对 交 流 电 进 行 双 向调 制 ， 且 这 种 调 制 为 高频 周 期 矩 形 波 函数 对 正 弦 函数 的 调 制 ， 如 图 １所 示 ， 其 调 制 原理按 Ｆ ｏ ｕ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ 展开分析如下 ：
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开关 可 以是 全 控 型器 件 ｌ ＧＢ Ｔ或 电力 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ管 。 Ｉ ＧＢ Ｔ是
种 电压 型 控 制器 件 它所 需 要 的 驱 动 电流 跟 驱 动 功 率 都 非 常 小
可 直 接 与 模 拟 或 数 字 功 能 块 相 接 而 不 须 加 任 何 附 加 接 口 电路 。 Ｉ ＧＢ Ｔ 的导 通 和 关 断 是 由 栅 极 电压 Ｕ ＧＥ来 控 制 的 ， 当 Ｕ ＧＥ大 于Ｕ ＧＥ （ ｔ ｈ ） 时ｌ ＧＢ Ｔ导 通 。 当 栅 极 和 发 射 极 施 加 反 向 或 不 加 信 号时 ｌ ＧＢ Ｔ被关 断 ］ 。