500W单向逆变电源毕业设计方案

500W单向逆变电源毕业设计方案
500W单向逆变电源毕业设计方案

2012届毕业设计任务书

一、课题名称:500W单相逆变电源设计

二、指导教师:严俊

三、设计内容与要求

1、课题概述

单相逆变电源是将直流电逆变成单相交流电,可将车载蓄电池逆变成交流电为用电器提供交流电,也可作为计算机的UPS电源。

该单相逆变电源先将直流电通过输入逆变电路逆变成交流电,然后用高频变压器升压;升压后的交流电整流后再通过输出逆变电路进行SPWM调节,使输出为工频220V正弦波电压。输入逆变电路控制采用专用芯片,输出逆变电路SPWM控制及逆变电源的各种保护采用单片机控制。当蓄电池的电压过高或过低时逆变电源将停止工作并灯光指示报警,保护逆变电源和蓄电池;当蓄电池的电压在正常范围内波动时,输出电压不变;当输出电流过大时,单片机将停止SPWM输出,保护电源的器件。

2、设计内容与要求

设计内容:

(1)逆变电源的输入逆变主电路的设计;

(2)逆变电源的输出逆变主电路的设计;

(3)MOSFET器件的选择及驱动与保护电路设计;

(4)PWM控制电路的设计;

(5)电流及电压检测电路;

(6)单片机控制电路及程序编写(流程图);

(7)其它辅助保护功能等设计。

设计要求:

(1)画出系统各环节电路图;

(2)系统各环节的原理介绍;

(3)系统各环节的元件参数计算及选择;

(4)元件明细表;

(5)程序流程图。

四、设计参考书

1、《新型半导体器件及其应用实例》电子工业出版社

2、《现代逆变技术及其应用》科学出版社

3、《新型开关电源设计与应用》科学出版社

4、《电子变压器手册》辽宁科学技术出版社

5、《半导体变流技术》机械工业出版社

6、《电力电子设备设计和应用手册》机械工业出版社

7、《基于C语言编程MCS-51单片机原理及应用》清华大学版社

8、《自动检测技术》湖南铁道职业技术学院

9、相关网站

五、设计说明书要求

1、封面

2、目录

3、内容摘要(200~400字左右,中英文)

4、引言

5、正文(设计方案比较与选择,设计方案原理、计算、分析、论证,设计结果的

说明及特点)

6、结束语

7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)

六、毕业设计进程安排(小四、宋体)

1~2周:布置任务,弄懂设计要求及原理。

3~4周:镇流器整流主电路的设计,逆变主电路的设计,MOSFET驱动保护设计。

5~8周:分析控制电路的工作原理,设计硬件系统,画出硬件电路。

9~10周:全面整理书写毕业论文

10周:写出毕业答辩提纲,进行毕业答辩。

七、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)

1、毕业设计答辩要求

答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。

学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题的任务、目的和意义,所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。

答辩小组质询课题的关键问题,质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算

方法、实验方法、测试方法,鉴别学生独立工作能力、创新能力。

2、毕业设计论文要求

文字要求:说明书要求打印(除图纸外),不能手写。文字通顺,语言流畅,排版合理,无错别字,不允许抄袭。

图纸要求:按工程制图标准制图,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。

曲线图表要求:所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制。

正弦波逆变电源设计

等级: 湖南工程学院 课程设计 课程名称电力电子技术 课题名称 SG3525正弦波逆变电源设计 专业 班级 学号 姓名 指导教师 2013年12 月16 日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称单片机原理及应用 课题智能密码锁设计 专业班级 学生姓名 学号 指导老师 审批 任务书下达日期2013 年12 月16 日 设计完成日期2013 年12 月27 日

设计内容与设计要求 一.设计内容: 1.电路功能: 1)逆变就是将直流变为交流。由波形发生器产生50Hz、幅度可变的正弦波,与锯齿波比较后,再通过PWM电路,输出SPWM波,经 过驱动电路驱动逆变电路进行逆变,再经过高频变压器与滤波电 路输出-50Hz的正弦波。 2)电路由主电路与控制电路组成,主电路主要环节:高频逆变电路、滤波环节。控制电路主要环节:正弦信号发生电路、脉宽调制PWM、 电压电流检测单元、驱动电路。 3)功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。 4)系统具有完善的保护 2. 系统总体方案确定 3. 主电路设计与分析 1)确定主电路方案 2)主电路元器件的计算及选型 3)主电路保护环节设计 4. 控制电路设计与分析 1)检测电路设计 2)功能单元电路设计 3)触发电路设计 4)控制电路参数确定 二.设计要求: 1.要求输出正弦波的幅度可调。 2.用SG3525产生脉冲。 3.设计思路清晰,给出整体设计框图; 4.单元电路设计,给出具体设计思路和电路; 5.分析所有单元电路与总电路的工作原理,并给出必要的波形分析。 6.绘制总电路图 7.写出设计报告;

主要设计条件 1.设计依据主要参数 1)输入输出电压:输入(DC)+15V、10V(AC) 2)输出电流:1A 3)电压调整率:≤1% 4)负载调整率:≤1% 5)效率:≥0.8 2. 可提供实验与仿真条件 说明书格式 1.课程设计封面; 2.任务书; 3.说明书目录; 4.设计总体思路,基本原理和框图(总电路图); 5.单元电路设计(各单元电路图); 6.故障分析与电路改进、实验及仿真等。 7.总结与体会; 8.附录(完整的总电路图); 9.参考文献; 11、课程设计成绩评分表 进度安排 第一周星期一:课题内容介绍和查找资料; 星期二:总体电路方案确定 星期三:主电路设计 星期四:控制电路设计 星期五:控制电路设计; 第二周星期一: 控制电路设计 星期二:电路原理及波形分析、实验调试及仿真等 星期四~五:写设计报告,打印相关图纸; 星期五下午:答辩及资料整理

逆变电源设计报告a.(DOC)

逆变电源设计与总结报告 2013年5月6日星期一

目录 一、方案论证与比较 (1) 1、总体方案的比较 (1) 2、隔离型DC-DC电路方案 (2) 3、高频变压器后级整流方案 (3) 4、SPWM波产生方案 (3) 二、理论分析与计算 (3) 1.高频变压器参数设计 (3) 2.LC低通滤波参数设计 (4) 三、电路与程序设计 (5) 1.推挽式隔离型直流变换电路 (5) 2.逆变电路 (7) 3.保护电路 (7) 4.辅助电源 (8) 5.SPWM产生程序 (8) 四、测试结果及分析 (9) 1.测试方法与测试条件 (9) 2.主要测试结果 (9) 元件参数根据计算可知,L=4.7UH,C=2.2UF.仿真波形如图11所示。 (10) 五、设计总结 (10)

摘要 本设计实现了一种基于的高频链逆变电源。系统由输入欠压保护、推挽升压、全桥逆变、SPWM波产生、低通滤波、输出过流保护、辅助电源等电路组成。12V 的直流电通过推挽式变换逆变为高频方波,经高频变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压。前级DC-DC变换采用SG3525驱动MOSFET得到高压直流电,然后通过产生的SPWM驱动全桥电路,再经低通滤波得到220V的工频正弦交流电。采用反激式开关电源升压再经稳压芯片稳压供电很好的实现隔离,并且具有输入欠压保护和输出过流保护,输出功率可达100W。该电源体积小、效率高、输出电压稳定,非常适用于车载逆变器。 关键词:推挽升压全桥逆变滤波反激式

Abstract This design implements a Cortex M3 based on the high-frequency link inverter power supply.System consists of input undervoltage protection, push-pull boost, full-bridge inverter, SPWM wave generator, low pass filtering, output over-current protection, auxiliary power and other circuit.12V direct current through the push-pull inverter is a high frequency square wave transform, the high-frequency step-up transformer, then rectified and filtered to get a stable DC voltage of about 320V.Former level DC-DC conversion by using SG3525 drive MOSFET high voltage DC and then generate the SPWM drive M3 full bridge circuit, and then low-pass filter obtained by the frequency sinusoidal AC 220V.With a flyback switching power supply step-up regulator chip re-powering through the realization of good isolation, and with input voltage protection and output over-current protection, output power up to 100W.The power, small size, high efficiency, output voltage stability, ideal for automotive inverter. Key words: push-pull boost full-bridge inverter flyback M3 概述 逆变器也称逆变电源,是将直流电能转变成交流电能的变流装置,是太阳能、风力发电中一个重要部件。随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展,逆变技术也从通过直流电动机——交流发电机的旋转方式逆变技术,发展到二十世纪六、七十年代的晶闸管逆变技术,而二十一世纪的逆变技术多数采用了MOSFET、IGBT、GTO、IGCT、MCT 等多种先进且易于控制的功率器件,控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器(DSP)控制。各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。其应用领域也达到了前所未有的广阔,从毫瓦级的液晶背光板逆变电路到百兆瓦级的高压直流输电换流站;从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机载设备;从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设备,都少不了逆变电源。毋须怀疑,随着计算机技术和各种新型功率器件的发展,逆变装置也将向着体积更小、效率更高、性能指标更优越的方向发展。 一、方案论证与比较 1、总体方案的比较 方案一:如图1所示,12V的直流电经过DC-AC逆变成10V/50HZ交流电,再经工频变压器升压到220V.

大学毕设论文__单相正弦波逆变电源的设计

第1章概述 任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。传统的晶体管串联调整正弦波逆变电源是连续控制的线性正弦波逆变电源。这种传统正弦波逆变电源技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性正弦波逆变电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点、但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都不得和很大的滤波器。由于调整管工作在线性放大状态,为了保证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差,导致调整管功耗较大,电源效率很低,一般只有45%左右。另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调节器整管并装有体积很大的散热器,很难满足现代电子设备发展的要求。在近半个多世纪的发展过程中,正弦波逆变电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛的应用,正弦波逆变电源技术进入快速发展期。 正弦波逆变电源采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压。它的功耗小,效率高,正弦波逆变电源直接对电网电压进行整流、滤波、调整,然后由开关调整管进行稳压,不需要电源变压器,此外,开关工作频率为几十千赫,滤波电容器、电感器数值较小。因此正弦波逆变电源具有重量轻、体积小等优点。另外,于功耗小,机内温升低,提高了整机的稳定性和可靠性。而且其对电网的适应能力也有较大的提高,一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V±10%,而正弦波逆变电源在电网电压在110~260V范围变化时,都可获得稳定的输出阻抗电压。正弦波逆变电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使正弦波逆变电源装置空前的小型化,并使正弦波逆变电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,扒动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外正弦波逆变电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具

三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

电力电子技术课程设计报告 有源逆变电路的设计 姓名 学号 年级20级 专业电气工程及其自动化 系(院) 指导教师 2012年12 月10 日 课程设计任务书

课程《电力电子技术》 题目 有源逆变电路的设计 引言 任务: 在已学的《电力电子技术》课程后,为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。分析两种电路的工作原理及相应的波形。通过电路接线的实验手段来进行调试,绘制相关波形图 要求: a. 要有设计思想及理论依据 b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图 c. 计算晶闸管的选择和电路参数 d. 绘出整流和有源逆变电路的u d(t)、i d(t)、u VT(t)的波形图 e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求

设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计 一.设计目的 1.更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理,研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下Ud, Id及Uvt的波形,初步 认识整流电路在实际中的应用。 2.研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理,并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件,了解逆变电路的用途。 二.设计理念与思路 晶闸管是一种三结四层的可控整流元件,要使晶闸管导通,除了要在阳极—阴极间加正向电压外,还必须在控制级加正向电压,它一旦导通后,控制级就失去控制作用,当阴极电流下降到小于维持电流,晶闸管回复阻断。因此,晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。 在实际生产中,直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源,利用晶闸管的单向可控导电性能,可以很方便的实现各种可控整流电路。当整流负载容量较大时,或要求直流电压脉冲较小时,应采用三相整流电路,其交流侧由三相电源提供。三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。三相半波可控电路只用三只晶闸管,接线简单,但晶闸管承受的正反向峰值电压较高,变压器二次绕组的导电角仅120°,变压器绕组利用率较低,并且电流是单向的,会导致变压器铁心直流磁化。而采用三相全控桥式整流电路,流过变压器绕组的电流是反向电流,避免了变压器铁芯的直流磁化,同时变压器绕组在一个周期的导电时间增加了一倍,利用率得到了提高。 逆变是把直流电变为交流电,它是整流的逆过程,而有源逆变是把直流电经过直-交变换,逆变成与交流电源同频率的交流电反送到电网上去。逆变在工农业生产、交通运输、航空航天、办公自动化等领域已得到广泛的应用,最多的是交流电机的变频调速。另外在感应加热电源、航空电源等方面也不乏逆变电路的身影。 在很多情况下,整流和逆变是有着密切的联系,同一套晶闸管电路即可做整流,有能做逆变,常称这一装置为“变流器”。 三.关键词

正弦波逆变器的课程设计

目录 目录 (1) 第一章绪论 (2) 1.1 正余弦波逆变器的概念 (2) 1.2 正余弦波逆变器的发展历史 (2) 1.2.1 概述 (2) 1.2.2 正余弦波逆变器器件概述 (3) 第二章正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理 (4) 2.1 可关断晶体管(GTO) (4) 2.2 电力晶体管(GTR) (5) 2.3 功率场效应晶体管(Power MOSFET) (6) 2.4 绝缘栅双极晶体管(IGBT) (7) 2.5 小结 (8) 第三章正弦波逆变器设计总体思路.... (9) 3.1 总体框架图 (9) 3.2 局部电路 (9) 3.21 电压型逆变器 (9) 3.22 电流型逆变器 (10) 3.3 正弦脉宽调制逆变器 (11) 3.31 PWM逆变电路及其工作原理 (11) 3.32 总控制电路 (13) 3.33控制局部电路 (15) 第四章SPWM逆变器的应用 (16) 4.1 SPWM逆变器的概况 (16) 4.2 SPWM逆变器的应用场合 (16) 总结 (17) 参考文献 (17)

第一章绪论 1.1正弦波逆变器的概念 所谓逆变器,是指整流器的逆向变换装置。其作用是通过半导体功率开关器件(例如GTO,GTR,功率MOSFET 和IGBT等)的开通和关断作用,把直流电能换成交流电能,它是一种电能变换装置逆变器。 特别是弦波逆变器,其主要用途是用于交流传动,静止变频和UPS电源。逆变器的负载多半是感性负载。为了提高逆变效率,存储在负载电感中的无功能量应能反馈回电源。因此要求逆变器最好是一个功率可以双向流动的变换器,即它既可以把直流电能传输到交流负载侧,也可以把交流负载中的无功电能反馈回直流电源。 1.2弦波逆变器的发展历史 1.21 概述 逆变器的原理早在1931年就在文献中提到过。1948年,美国西屋电气公司用汞弧整流器制成了3000HZ 的感应加热用逆变器。 1947年,第一只晶体管诞生,固态电力电子学随之诞生。1956年,第一只晶体管问世,这标志着电力电子学的诞生,并开始进入传统发展时代。在这个时代,逆变器继整流器之后开始发展。首先出现的是SCR电压型逆变器。1961年,B.D.Bedford提出了改进型SCR强迫换向逆变器,为SCR逆变器的发展奠定了基础。1960年以后,人们注意到改善逆变器波形的重要性,并开始进行研究。1962年,A.Kernick提出了“谐波中和消除法”,即后来常用的“多重叠加法”,这标志着正弦波逆变器的诞生。1963年,F.G.Turnbull提出了“消除特定谐波法”,为后来的优化PWM法奠定了基础,以实现特定的优化目标,如谐波最小,效率最优,转矩脉动最小等。 20世纪70年代后期,可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR及其模块相继实用化。80年代以来,电力电子技术与微电子技术相结合,产生了各种高频化的全控器件,并得到了迅速发展,如功率场效应管Power MOSFET、绝缘门极晶体管IGT或IGBT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管

逆变电源 毕业设计 2008

系:电气与信息工程系 专业:电气工程及其自动化班级: 0404 学号: 学生姓名: 导师姓名: 完成日期: 2008年月日

诚信声明 本人声明: 1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果; 2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料; 3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。 作者签名:日期:年月日

湖南工程学院 毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目:15kV A逆变电源设计 姓名陈欣宁系电气系专业_电气工程及其自动化班级学号 指导老师职称讲师教研室主任 一、基本任务及要求: 主要设计内容如下: 1、理解逆变电源的工作原理,确定系统主电路: 包括主电路结构的选择,逆变功率器件的选择,参数计算 2、确定系统驱动电路 3、设计系统的控制电路(包括保护电路、触发电路等) 4、提交毕业设计论文和图纸 参数如下: 直流侧输入电压:750V 输出交流电压:380/220V 输出频率:50HZ 容量:15kVA 进度安排及完成时间 1、2月26日至3月15日:查阅资料;写开题报告;确定总体方案。 2、3月16日至3月29日:毕业实习、撰写实习报告。 3、3月30日至4月15日:确定系统主电路 4、4月16日至4月26日:确定系统驱动电路 5、4月27日至6月2日:设计系统的控制电路 6、6月3日至6月12日撰写毕业设计论文。 7、6月13日至6月14日:指导老师评阅、电子文档上传FTP。 8、6月15日至6月18日:毕业设计答辩。

基于SG3525设计单相正弦波SPWM逆变电源

摘要 本论文所需单相正弦波SPWM逆变电源的设计采用了运算放大器、二极管、功率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。 逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置,它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。通过对电路的分析,参数的确定选择出一种最适合的方案。输出频率由电压控制,波形幅值由电阻确定。 本论文以SG3525驱动芯片为核心,完成了单相正弦波SPWM逆变电源的参数设计,并利用所得结果,完成了实际电路的连接,通过调试与分析,验证了设计的正确性。 关键词: SPWM,SG3525 I

II

Title: Design of Sine Wave Inverter Power Supply By SG3525 Applicant: Cao Lei Speciality: Electrical Engineering And Automation ABSTRACT Design of sine wave inverter power supply by SG3525 was designed using operational amplifier,diodes,transistors,zener diodes,the capacitor and resistor voltage devices such as to constitute circuit. Inverter power supply is one kind of power electronics process transformation of electrical energy device.It alternating voltage or volts d.c input to acquire voltage stabilization constant amplitude the alternating voltage output.Get through the circuit analytical.To ensure the parameter to chose one kind of best fit program.The output frequence is confirmed by voltage and resistance ect. The thesis use SG3525 as a core to achieve design of sine wave inverter power supply.Take the advantage of the result to achieve circuit ligature.Get through the debug to check the validity. KEY WORDS:SPWM,SG3525 III

三相PWM逆变器的设计_毕业设计

湖南文理学院 课程设计报告 三相PWM逆变器的设计 课程名称:专业综合课程设计 专业班级:自动化10102班

摘要 本次课程设计题目要求为三相PWM逆变器的设计。设计过程从原理分析、元器件的选取,到方案的确定以及Matlab仿真等,巩固了理论知识,基本达到设计要求。 本文将按照设计思路对过程进行剖析,并进行相应的原理讲解,包括逆变电路的理论基础以及Matlab仿真软件的简介、运用等,此外,还会清晰的介绍各个环节的设计,比如触发电路、控制电路、主电路等,其中部分电路的绘制采用Proteus软件,最后结合Matlab Simulink仿真,建立了三相全控桥式电压源型逆变电路的仿真模型,进而通过软件得到较为理想的实验结果。 关键词:三相PWM 逆变电路Matlab 仿真

Abstract The curriculum design subject requirements for the design of the three-phase PWM inverter. Design process from the principle of analysis, selection of components, to scheme and the Mat-lab simulation, etc., to consolidate the theoretical knowledge, basic meet the design requirements. This article will be carried out in accordance with the design of process analysis, and the corresponding principles, including the theoretical foundation of the inverter circuit and introduction, using Matlab simulation software, etc., in addition, will also clearly introduces the design of every link, such as trigger circuit, control circuit, main circuit, etc., some of the drawing of the circuit using Proteus software, finally combined with Matlab Simulink, established a three-phase fully-controlled bridge voltage source type inverter circuit simulation model, and then through the software to get the ideal results. Keywords: Matlab simulation, three-phase ,PWM, inverter circuit

【精品合集】正弦波逆变电源设计

1. TL494正弦波逆变电源设计 (1) 1. TL494正弦波逆变电源设计 (10) 一种基于单片机的正弦波输出逆变电源的设计 (25) 1. TL494正弦波逆变电源设计 1.1 概述: TL494本身就是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于单端正激双管室、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式,以适应不同场合的要求。次课程设计我所设计的是TL494正弦波逆变电路,其电路的主要功能是: 1)逆变就是将直流变为交流。由波形发生器产生50Hz、幅度可变的正弦波,与锯齿波比较后,再通过PWM电路,输出SPWM波,经过驱动电路逆变电路,再经过高频变压器与滤波电路输出50Hz的正弦波。 2)电路由主电路与控制电路组成,主电路主要环节:高频逆变电路、滤波环节。控制电路主要环节:正弦信号发生电路、脉宽调制PWM、电压电流检测单元、驱动电路。 3)功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。 4)系统具有完善的保护 这是本次课程设计中要设计的电路的概况,其实总的来说用TL494为主要元件实现的正弦波逆变电路控制器具有构思新颖、电路简单、成本低廉以及控制过程稳定等特点,在很多工业控制场合可获得广泛的应用。 1.2 系统总体方案的确定: 通过对设计内容和设计要求的具体分析,我把电路分别设计成两部分:一是主电路,即是采用高频逆变电路和高频变压器的组合来实现,其中的滤波电路则是采用的线路滤波的方式,高频逆变电路由于其要求的特殊性我采用了电压型半桥逆变电路和高频开关IGBT相连接的方法,并且和高频变压器的组合可以高效的实现直流电向交流电的逆变过程。 第二部分控制电路,当然是采用集成芯片TL494来实现,主要原因在于主电路的电流逆变过程中控制电路各单元的复杂性,而TL494本身包含了开关电路控制所需的全部功能和全部脉宽调制电路,同时片内置有线性误差放大器和其他驱动电路等,因此便可以同时实现:正弦信号发生单元、脉宽调制PWM单元、电压电流检测单元和驱动电路单元。 这样就完全确定了系统总体电路的方案。 如图1.2.1框图:

关于高压正弦波变频逆变电源的原理

高压正弦波变频逆变电源原理 1 引言 当前,在臭氧发生器,污水处理,烟气脱硫,等离子体放电等技术领域,高压逆变电源正得到越来越多的应用。传统的高压逆变电源一般由工频或中频变压器直接升压或LC串联谐振获得,不可避免地具有体积大,效率低的缺点。在目前许多需要高压电源的场合,采用远远高于工频的高频高压电源效果更好,而且高频电源体积小,重量轻,是未来发展的方向。目前我公司使用的电源是一种解于介质阻挡放电和低温等离子电晕放电发生器专用的配套高压正弦波逆变电源。 该介质阻挡放电发生器由绝缘材料和在绝缘材料两端蚀刻而成的放电极两部分组成,如图1所示。在放电极间隙中加入介质层,可有效抑制放电电流的增大,有助于在介质两端形成稳定的等离子体层。 低温等离子电晕放电器由金属管和金属管内金属丝两部分组成放电极,从而在空间两极间形成稳定的等离子体层。 其等效电路可近似看成是电容和电阻并联组成,这种容性负载在电源设计时必须考虑其对滤波特性的影响。为了考虑在不同电压和频率下该放电装置的特性,需要配套的供电电源输出电压和频率变动范围较大。就本装置而言,对电源的要求是:输出电压要能达到20kV-50KV,输出电流可达0.1-0.2MA,频率变化范围为11~18kHz,波形为纯正弦。以下介绍该电源的技术要点。

2 高压正弦波变频逆变电源的基本原理 我公司的高压正弦波逆变电源原理图如图2所示。输入电源为二相380V,经单相桥整流后,可得约500V的直流电压(随电网电压的变化波动)。该直流电压经过DC/DC变换器,得到一个输出幅值可变的直流电压,变化范围约在0~500V(********) 。该变换是采用普通的Buck降压变换电路而实现的。可变直流电压经DC/AC全桥逆变电路得到方波输出。该方波经LC滤波后可得到正弦波输出。滤波电感由外加电感和变压器自身漏感组成,滤波电容由变压器自身杂散电容和负载本身的电容构成。低压正弦波最后经高压高频变压器升压得到所需要的高压正弦波。一般的逆变器仅仅靠DC/AC一级变换就可同时实现变频和变压的功

正弦波逆变器设计

正弦波逆变器逆变主电路介绍 主电路及其仿真波形 图1主电路的仿真原理图 图1.1是输出电压的波形和输出电感电流的波形。上部分为输出电压波形,下面为电感电流波形。 图1.1输出电压和输出电感电流的波形 图1.2为通过三角载波与正弦基波比较输出的驱动信号,从上到下分别为S1、S3、S2、S4的驱动信号,从图中可以看出和理论分析的HPWM调制方式的开关管的工作波形向一致。

图1.2 开关管波形 从图1.3的放大的图形可以看出,四个开关管工作在正半周期,S1和S3工作在互补的调制状态,S4工作在常导通状态,S2截止;在负半周期,S2和S4工作在互补的调制状态,S3工作在常导通状态,S1截止。 图1.3放大的开关管波形 图1.4为主电路工作模态的仿真波形,图中从上到下分别为C3的电压波形、C1的电压波形、S3开关管的驱动波形,S1的驱动波形。从图中可以看出在S1关断的瞬间,辅助电容的电压开始上升,完成充电过程,同时S3上的辅助电容完成放电过程,S3开通。 图1.4工作模态仿真波形 图1.5为开关管的驱动电压波形和电感电流波形图,图中从上到下分别为电

感电流波形、S3驱动波形、S1驱动波形。从图中可以看出当S1关断瞬间到S3开通的瞬间,电感电流为一恒值,S3开通后,电感电流不断下降到S3关断时的最小值,然后到S1开通之前仍然为一恒值,直到S1开通,重复以上过程。根据以上结论可以看出仿真分析状态和前面的理论分析完全符合。 图1.5开关管的驱动电压波形和电感电流波形 2 滤波环节参数设计与仿真分析 2.1 输出滤波电感和电容的选取 对逆变电源而言,由于逆变电路输出电压波形谐波含量较高,为获得良好的正弦波形,必须设计良好的LC 滤波器来消除开关频率附近的高次谐波。 滤波电容C f 是滤除高次谐波,保证输出电压的THD 满足要求。C f 越大,则THD 小,但是C f 不断的增大,意味着无功电流也随之增加,从而增加了逆变电源的 电容容量,同时会导致逆变电源系统体积重量增加,同时电容太大,充放电时间也延长,对输出波形也会产生一定的影响。 逆变桥输出调制波形中的高次谐波主要降在滤波电感的两端,所以L 的大小关系到输出波形的质量。要保证输出的谐波含量较低,滤波电感的感值不能太小。增加滤波器电感量可以更好地抑制低次谐波,但是电感量的增加带来体积重量的加大。不仅如此,滤波电感的大小还影响逆变器的动态特性。滤波电感越大,电感电流变化越慢,动态时间越长,波形畸变越严重。而减小滤波电感,可以改善电路的动态性能,则使得输出电流的开关纹波加大,必然增大磁滞损耗,波形也会变差。综合以上的分析,在LC 滤波器的参数设计时应综合考虑。 本文设计的LC 滤波器如图 3.12中所示,电感的电抗2L X L fL ωπ==,L X 随频率的升高而增大。电容的电抗为 112C X C fC ωπ==,C X 随频率的升高而减小。1L C ωω=所对应

无源三相PWM逆变器控制电路设计65427

目录 第一章:课程设计的目的及要求 (2) 第二章整流电路 (5) 第三章逆变电路 (9) 第四章PWM逆变电路的工作原理 (11) 第五章三相正弦交流电源发生器 (14) 第六章三角波发生器 (15) 第七章比较电路 (16) 第八章死区生成电路 (18) 第九章驱动电路 (20) 附录 参考文献 课程设计的心得体会

第一章:课程设计的目的及要求 一、课程设计的目的 通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的: 1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索 需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 二、课程设计的要求 1. 自立题目 题目:无源三相PWM逆变器控制电路设计 注意事项: ①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计,如开关电源、镇流器、UPS电源等,

②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计方案。首先要明确自己课程设计的设计容。 控制框图 设计装置(或电路)的主要技术数据 主要技术数据 输入交流电源: 三相380V,f=50Hz 交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路,无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路,控制方法为SPWM控制原理输出交流: 电流为正弦交流波形,输出频率可调,输出负载为三相异步电动机,P=5kW等效为星形RL电路,R=10Ω,L=15mH

设计容: 整流电路的设计和参数选择 滤波电容参数选择 三相逆变主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 三相SPWM驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术 知识和创造性的思维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明,要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计,必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上,经过剖析、提炼,设计出所要求的电路(或装置)。课程设计中要不断提出问题,并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇,且文中有引用说明,否则也不能得优)。

逆变电源毕业设计(论文)

基于TL494逆变电源设计 摘要 本设计主要应用开关电源电路技术有关知识,涉及模拟集成电路、电源集成电路、直流稳压电路、开关稳压电路等原理,充分运用芯片TL494的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管(N沟道增强型MOSFET)的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计的电路。该逆变电源的主要组成部分为:DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。在工作时的持续输出功率为150W,具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。该电源的制造成本较为低廉,实用性强,可作为多种便携式电器通用的电源。 关键词:过热保护,过压保护,集成电路,振荡频率,脉宽调制

Inverter Power supply Design Based on TL494 ABSTRACT The design applying the switching power source circuit technology in connected. Relating with knowledge about what imitate integrated circuit、power source integrated circuit、power amplification integrated circuit and switching regulated voltage circuit on principle. Sufficient apply chip TL494 fixed-frequency pulse width modulation circuit and field effect transistor (N channel strengthen MOSFET) whose switch speed quick, nothing secondary Break down and hot stability good merit to design circuit. Owe the inverter main part ingredient by DC/DC circuit、importing the over-voltage crowbar circuit、exporting an over-voltage crowbar protect a circuit、overheat protective circuit、DC/AC shifts circuit、oscillating circuit and entire bridge circuit. Continuing for during the period of the job exports power functions such as being 150 W, having the regular guiding lights working, exporting an over-voltage crowbar, importing the over-voltage crowbar and overheat protective. The cost of manufacture being a power source of turn is comparatively cheap, the pragmatism is strong, and it has a function annex to the various portably type. KEY WORDS: over heat protective, over-voltage integrated circuit (IC), oscillating frequency, pulse width modulation (PWM).

A单相逆变电源设计

题目:18KVA 单相逆变器设计与仿真 院系:电气与电子工程学院 专业年级:电气工程及其自动化2010级 姓名:郑海强 学号: 24 同组同学:钟祥锣王敢方骞 2013年11月20号

单相逆变器设计一.设计的内容及要求 0.8 1.0,滞后

方案简述 将直流电变成交流电的电路叫做逆变电路。根据交流侧接在电网和负载相接可分为有源逆变和无源逆变,所以本次设计的逆变器设计为无源逆变。换流是实现逆变的基础。通过控制开关器件的开通和关断,来控制电流通过的支路这是实现换流的方法。 直流侧是电压源的为电压型逆变器,直流侧是电流源的为电流型逆变器,综上本次设计为电压型无源逆变器。 三.主电路原理图及主要参数设计 主电路原理图如图1所示 图 1 输出电路和负载计算 负载侧参数设计计算 负载侧的电路结构图如图2所示,根据图2相关经计算结果如下:

图2 负载侧电路结构图 1. 负载电阻最小值: cos ?=时,R=2 o V /23300/(1810)5o P ; cos ?=时,R=2o V /(o P ?23cos )300/(18100.8) 6.25 2. 负载电感最小值: 'L ='L Z /(2f π)=(2 100)=H μ 3. 滤波电容: 取滤波电容的容抗等于负载电感感抗的2倍,则: C =1/(2πf c Z )=1/(2?π 10032)=F μ 取电容为100F μ,将10个10F μ的AC 电容进行并联,c() Z 实= 1/(2πf C )=1/6(2 10010010)= 4.滤波电抗L 的计算 选取主开关器件工作频率K f =N ?O f =32100=3200Hz 由于移相原因,输出线电压的开关频率变为:2K f =6400HZ 取滤波电路固有谐振频率'f =1/(2π)=K f /6= 则:L = 1/(42π2'f C )= 1/(4?2π?2533?100610-?)=880H μ 实选用 L=900uH 由此 特征阻抗 逆变电路输出电压 900/1003 T Z L C

3KVA三相逆变器的设计

3KVA三相逆变器设计 1概述 随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高,许多行业的用电设备(如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等)都不是直接使用交流电网作为电源,而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式,它们所使用的电能大都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。 当今世界逆变器应用非常广泛。逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但由于其含有较大成分低次谐波等缺点,近十余年来,由于电力电子技术的迅速发展,全控型快速半导体器件BJT,IGBT,GTO 等的发展和PWM 的控制技术的日趋完善,使SPWM 逆变器得以迅速发展并广泛使用。PWM 控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列,并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术,SPWM 控制技术又有许多种,并且还在不断发展中,但从控制思想上可分为四类,即等脉宽PWM 法,正弦波PWM 法(SPWM 法),磁链追踪型PWM 法和电流跟踪型PWM 法,其中利用SPWM 控制技术做成的SPWM 逆变器具有以下主要特点:(1)逆变器同时实现调频调压,系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响。 (2)可获得比常规六拍阶梯波更接近正弦波的输出电压波形,低次谐波减少,在电气传动中,可使传动系统转矩脉冲的大大减少,扩大调速范围,提高系统性能。 (3)组成变频器时,主电路只有一组可控的功率环节,简化了结构,由于采用不可控整流器,使电网功率因数接近于1,且与输出电压大小无关。 本次课程设计要完成的是设计容量为3KVA的三相逆变器。初始条件为:输入直流电压220V。要求输出220V三相交流电,完成总电路的设计,并计算电路中各元件的参数。

正弦波逆变器和修正波逆变器的区别

1.1逆变器功率器件的选择 目前,国内的光伏发电系统(PhotoVoltaic Sys-tem,简称PVS)主要是以直流系统为主,但最普遍的用电负载是交流负载,这使直流供电的光伏电源很难作为商品普及推广。同时,由于太阳能光伏并网发电可以不要蓄电池,且维护简单,而节省投资是光伏发电的发展趋势。这些都必须采用交流供电方式,因此逆变器在PVS中的应用也就越来越重要了。逆变器是将直流电变换为交流电的电力变换装置,逆变技术在电力电子技术中已较为成熟。例如:UPS电源中的逆变器,变频技术中的逆变技术、特种电源中的逆变技术和功率调节器中的逆变技术等,这些都已经以产品的形式推向市场,并受到社会的广泛认可。 在小容量、低压PVS中,功率器件多使用金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)。因其在低压时,具有较低的通态压降和较高的开关频率,但随MOSFET电压的升高,其通态电阻增大。因此,在大容量、高压PVS 中,一般使用绝缘栅晶体管(IGBT)作为功率器件;在100kVA以上特大容量的PVS中,一般采用门极可关断晶闸管(GTO)作为功率器件。PVS中的逆变驱动电路主要针对功率开关管的门极驱动。要得到好的PWM脉冲波形,驱动电路的设计很重要。近年来,随着微电子及集成电路技术的发展,陆续推出了许多多功能专用集成芯片,如: HIP4801,TLP520,IR2130,EXB841等,它们给应用电路的设计带来了极大的方便[1,2]。逆变电源中常用的控制电路主要是为驱动电路提供要求的逻辑和波形,如PWM,SPWM控制信号等。目前,较常用的芯片有国外生产的8XC196,MP16,PIC16C73 和国内生产的TMS320F206,TMS320F240 ,SG3525 等。 1.2 PVS 中逆变器的拓扑结构图 在使用蓄电池储能的太阳能PVS 中,蓄电池组的公称电压一般是12V,24V 或48V,因此,逆变电路一般都需进行升压来满足220V 常用交流负载的用电需求。逆变器可按升压原理的不同分为工频和高频两种逆变器,应用中它们的性能差别很大。 (1)工频逆变器 图1示出采用工频变压器升压的逆变电路。它首先把直流电逆变成工频低压交流电;再通过工频变压器升压成220V,50Hz的交流电供负载使用。它的优点是结构简单,各种保护功能均可在较低电压下实现。因其逆变电源与负载之间存有工频变压器,故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强,且能够抑制波形中的高次谐波成分。然而,工频变压器也存在笨重和价格高的问题,而且其效率也比较低。按目前水平制作的小型工频逆变器,其额定负荷效率一般不超过90%,同时因工频变压器在满负荷和轻负荷下运行时铁损基本不变,因而使其在轻负荷下运行的空载损耗较大,效率也较低。 (2)高频逆变器 图2示出采用高频变压器升压的逆变电路。它首先通过高频DC/DC 变换技术,将低压直流电逆变为高频低压交流电;然后经过高频变压器升压后,再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300V以上的高压直流电;最后通过工频逆变电路得到220V工频交流电供负载使用。由于高频逆变器采用的是体积小,重量轻的高频磁芯材料,因而大大提高了电路的功率密度,从而使逆变电源的空载损耗很小,逆变效率得到提高。通常,用于中小型PVS 中的高频逆变器,其峰值转换效率能达90% 以上。 比较两种逆变器可知,高频逆变器的体积小,重量轻,效率高,空载负荷低,但不能接满负荷的感性负载,且过载能力差。 1.3 PVS 中逆变器输出波形 (1)方波逆变器 图3a 示出方波逆变器的输出电压波形。虽然方波逆变器具有结构简单,成本低等优点,但也存在效率较低,损耗多,谐波成分大,使用负载受限制等缺点。当负载为大功率电机负载或带有变压器的用电器负载时,因其负载的饱和磁通都是按正弦波的上升速率设计的,而方波的上升速度过快,因而造成其铁心饱和,负载会出现起动困难、铁心过热及发出噪声等问题。而且方波逆变器的效率远低于修正波和正弦波逆变器的效率,一般不到60% 。由于太阳能PVS的发电成本较高,因此在太阳能PVS 电系统的优点是结中,方波逆变器已经很少应用了。 (2)修正波逆变器

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