第4章_DC_AC变换电路(4.3)
基于SG3525的单相AC—DC变换电路的设计与制作
基于SG3525的单相AC—DC变换电路的设计与制作【摘要】随着电力电子技术的飞速发展，非线性高效率开关电源得到了广泛应用，交流变直流的变化成为变换电源技术的重要方法。
本文采用SG3525脉宽调制芯片设计电源变换电路，TL431与光耦PC817作为输入电路、输出电路、过压保护电路和过流保护四大部分组成主控电路。
经过系统调试后测试得到，当输入交流电压为24A时，输出直流电流2A，直流电压36V。
【关键词】SG3525;开关电源;AC-DC变换;设计1.引言SG3525能输出稳定PWM脉冲，采用场效应管来作为交流变成直流的控制器件，所用到的其他元器件较少。
它简单可靠及使用方便，其芯片内部含有电压过小时可以将其锁定的电路、脉宽锁存器、具有电压电流过大时能够保护的功能，可以调节输出频率、占空比等电路。
2.系统结构设计本设计采用市电供电，中间插入了一个电源变压器，将220V市电变换成24V 电压，通过整流、滤波，变换成开关电源所需要的直流电源，系统总体框图如图2-1所示[1]。
电路主要包括隔离降压电路、整流滤波电路、驱动电路、输出电路、稳压电路、过流保护电路以及辅助电源电路等[2]。
图2-1 系统总体框图3.硬件设计硬件部分主要由整流电路、升压斩波电路、PWM波形调制、过流过压保护等模块组成，各个部分的工作原理及设计如下。
3.1 脉宽调制器的设计本设计脉宽调制器采用SG3525，它性能优良、功能齐全和通用性比较强的单片集成脉宽调制控制的芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力[3];当内部电压过小的时候，它可以将其锁定的电路、脉宽调制锁存器，电流过大时可以起到一定保护的功能，而且频率的范围也可以进行调整等诸多优点。
3.2 SG3525内部结构及电路组成SG3525的内部有基准电压调整器、振荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软启动电路和输出电路构成[4]。
单相AC-DC变换电路设计报告
反向端输入电压大于同向端锯齿波电压才能有输出。工作时，65K 的定时脉冲进 入 RS 寄存器， 与其他各路控制信号共同决定 GATE 端输出的驱动脉冲驱动 MOSFET 开关管工作。从而实现升压 PFC。 电路中的输入电容选择由公式 CIN
I RIPPLE 得出，其中 I RIPPLE 为纹波电 8 f SW VIN _ RIPPLE (max)
图 2-2 LM511 引脚图 输出电压计算公式为 Vout Vref (1
R1 ) R2
第三章 软件系统设计 系统选用的主控制器是 STM32F103RBT6 单片机，软件设计包括主程序和 A/D 采样中断程序、功率因数计算子程序、过流保护子程序、OLED 子程序五部分。 3.1 主程序 主程序程序包含功率因数计算子程序、过流保护子程序、OLED 子程序。中 断采样程序不断采集电压、 电流。 主程序运行功率因数计算子程序得出有效电压、 电流、功率因数。接着，运行过流保护子程序对电流进行判断，大于 2.5A 时关 闭系统。最后运行 OLED 显示程序，显示电压、电流及功率因数。 3.2 A/D 采样子程序 使用 STM32 内部 AD 对前级进行电压与电流的采集。 3.3 功率因数计算子程序 将采集到的电压、电流数据进行处理，计算出功率因数。 3.4 过流保护子程序 根据 A/D 采样程序判断当输出大于 90w 时即为电流大于 2.5A，将对应 IO 拉 高关闭 BUCK 电路。 3.5 OLED 显示子程序。
第一章 方案论证 1.1 总体方案论证 UCC28019 芯片校正功率因素采用 Boost 拓扑，输入与输出具有一定的压差 则会具有良好的功率因素调整效果， 同时题目要求输入交流电压在 20-30V 调节， 这时候如果 UCC28019PFC 模块单纯的把电压升至 36V 则在交流电压大于 25.5V 左右时芯片不正常工作。因此该方案先将电压升至 50V 以取得可观的输入输出 压差。再通过一级 Buck 降压电路实现 36V 稳定的电压输出。为力求达到 95%的 电源效率，该方案放弃了整流桥整流方案而采用同步整流设计，采用整流桥方案 则有约 2VF _ BRIDGE
第4章 DC-DC电路的仿真
1.设计一个降压变换器，输入电压为200V，输出电压为50V，纹波电压为输出电压的0.2%，负载电阻为20Ω，工作频率为20kHz。
分别仿真将工作频率改为50kHz，电感改为约临界电感值的一半进行对比分析。
（例4-1）powerguiContinuousScopeRPulseGeneratorMultimeter3Mosfetg mD SMean ValueIn MeanLDisplay49.37DiodemakC200V<MOSFET current><Diode current>Buck-boost变换器仿真模型Buck变换器仿真波形f=20KhzBuck变换器仿真波形f=50KhzBuck变换器电感电流断续仿真波形f=50Khzx 1040102030405060708090100使用Workspace 做出的图2.输入侧为20V 直流电压，设计一个DC-DC 变换器，使其输出电压为10~40V ，要求纹波电压为0.2%，电感电流连续，开关管用MOSFET ，开关频率为20kHz ，负载为10Ω.（例4-3）powerguiContinuous Us=20VU0v+-ScopeRPulse GeneratorMultimeter2Mosfetg m DSLDiodem akC<Diode current><MOSFET current >Buck-boost 变换器仿真模型Buck-boost 变换器降压仿真结果Buck-boost变换器升压仿真结果。
proteus中ac-dc变换电路
Proteus是一款非常强大的电路设计和仿真软件，其中包含了各种各样的电路元件和模块，能够有效地帮助工程师们进行电路设计和验证。
在Proteus中，AC-DC变换电路是一个非常重要的部分，它能够将交流电源转换为直流电源，满足各种电子设备的工作需求。
1. AC-DC变换电路的基本原理AC-DC变换电路，顾名思义，就是能够将交流电源转换为直流电源的电路。
在Proteus中，AC-DC变换电路一般由整流电路和滤波电路两部分组成。
整流电路主要用来将交流电源转换为脉动的直流电源，而滤波电路则用来对脉动的直流电源进行平滑处理，使之变成稳定的直流电源。
这样，我们就能够得到适合电子设备使用的直流电源。
2. Proteus中AC-DC变换电路的建模和仿真在Proteus中，我们可以利用自带的元件和模块来建立AC-DC变换电路的模型，并进行仿真验证。
通过在软件中搭建整流电路和滤波电路，并设置合适的参数和输入电压，我们可以模拟出AC-DC变换电路在不同工况下的工作情况，从而验证电路设计的可靠性和稳定性。
3. AC-DC变换电路在电子设备中的应用AC-DC变换电路广泛应用于各种各样的电子设备中，例如电源适配器、电动工具、家用电器等。
通过AC-DC变换电路，我们能够将家庭用电转换为稳定的直流电源，为电子设备的正常工作提供保障。
4. 个人观点和理解AC-DC变换电路是电子领域中一个非常重要的技术，它直接影响着电子设备的稳定性和性能。
在Proteus中，我们能够通过建模和仿真来验证电路设计，为实际应用提供参考和支持。
我认为在学习和使用AC-DC变换电路的过程中，深入理解其工作原理和特性，对于电子工程师来说至关重要。
总结通过本文的介绍，我们了解了Proteus中AC-DC变换电路的基本原理、建模仿真方法以及在电子设备中的应用。
我也共享了对于AC-DC 变换电路的个人观点和理解。
希望通过本文的阅读，您能够对AC-DC 变换电路有更深入的了解，并在实际工程中运用得当。
2021 b题 三相ac-dc变换电路
2021年的B题是一个很有趣的主题，涉及到了三相AC-DC变换电路。
在这篇文章中，我将从浅入深地探讨这个主题，帮助你更深入地理解这个概念。
一、基本概念三相AC-DC变换电路指的是将三相交流电转换成直流电的电路。
在现代电力系统中，直流电的应用越来越广泛，因此三相AC-DC变换电路具有非常重要的意义。
它可以实现电能的高效转换和传输，广泛应用于工业生产和电力输送领域。
二、原理与结构三相AC-DC变换电路的原理比较复杂，在此简要介绍。
三相交流电通过整流、滤波等处理，将交流电转换成直流电。
经过逆变等环节，将直流电再次转换成交流电。
整个过程中需要采用各种电子器件和控制系统来实现能量的高效转换和控制。
三、应用领域三相AC-DC变换电路在各个领域都有广泛的应用。
它可以应用于电网输电系统中，将风电、太阳能等分布式能源转换成直流电并接入电网；也可以应用于电动汽车充电桩中，将市电的交流电转换成电动车电池所需的直流电；在工业生产、船舶动力系统等领域也有着重要的应用。
四、个人理解在我看来，三相AC-DC变换电路是一个非常具有挑战性和意义的技术领域。
它涉及到了电力电子、控制系统等多个学科知识，需要有着很深厚的专业功底和丰富的实践经验。
它的应用领域也非常广泛，可以为人类社会的可持续发展和节能减排做出重要贡献。
在本篇文章中，我从基本概念、原理与结构、应用领域三个方面对2021年B题中的三相AC-DC变换电路进行了介绍和探讨。
希望这篇文章能够帮助你更加深入地理解这个主题，并对你的学术和实践有所启发和帮助。
在继续探讨三相AC-DC变换电路的相关内容时，我们可以进一步深入了解其在电力系统中的重要性和具体应用领域。
让我们更深入地研究三相AC-DC变换电路的原理与结构，以便更好地理解其功能和工作原理。
三相AC-DC变换电路的原理涉及到交流电到直流电的转换过程。
在电力系统中，三相交流电是主要的电力输送形式之一，但许多情况下，需要将其转换成直流电以满足特定的需求。
直流直流(DCC)变换
直流直流(DCC)变换————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第四章直流—直流（DC-DC）变换将大小固定的直流电压变换成大小可调的直流电压的变换称为DC-DC变换，或称直流斩波。
直流斩波技术可以用来降压、升压和变阻，已被广泛应用于直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等方面，特别是在电力牵引上，如地铁、城市轻轨、电气机车、无轨电车、电瓶车、电铲车等。
这类电动车辆一般均采用恒定直流电源（如蓄电池、不控整流电源）供电，以往采用变阻器来实现电动车的起动、调速和制动，耗电多、效率低、有级调速、运行平稳性差等。
采用直流斩波器后，可方便地实现了无级调速、平稳运行，更重要的是比变阻器方式节电（20～30）%，节能效果巨大。
此外在AC-DC变换中，还可采用不控整流加直流斩波调压方式替代晶闸管相控整流，以提高变流装置的输入功率因数，减少网侧电流谐波和提高系统动态响应速度。
DC-DC变换器主要有以下几种形式：（1）Buck（降压型）变换器；（2）Boost（升压型）变换器；（3）Boost-Buck（升-降压型）变换器；（4）Cúk变换器；（5）桥式可逆斩波器等。
其中Buck和Boost为基本类型变换器，Boost-Buck和Cúk为组合变换器，而桥式可逆斩波器则是Buck变换器的拓展。
此外还有复合斩波和多相、多重斩波电路，它们更是基本DC-DC 变换器的组合。
4.1 DC-DC变换的基本控制方式DC-DC变换是采用一个或多个开关（功率开关器件）将一种直流电压变换为另一种直流电压。
当输入直流电压大小恒定时，则可控制开关的通断时间来改变输出直流电压的大小，这种开关型DC-DC变换器原理及工作波形如图4-1所示。
如果开关K导通时间为，关断时间为，则在输入电压E恒定条件下，控制开关的通、断时间、的相对长短，便可控制输出平均电压U0的大小，实现了无损耗直流调压。
电力电子技术第四 DCAC变换器1
4.1.1 逆变器的基本原理
THD——Total Harmonic Distortion，衡量
2. 阶梯波变换方式
谐波含量的重要指标
• 采用方波变换方式时，虽然逆变器的控制较为简单， 但交流输出谐波较大。
• 研究表明：对于180°方波变换方式，其输出波形的谐 波总畸变率THD 约为48％，而对于120°方波变换方式， 其输出波形的谐波总畸变率THD约为30％。
Vd
Cd
+ -
• 完成直流电流变换的逆变器 则称为电流型逆变器。
• 右图所示电压型逆变器直流 侧采用足够容量的电容滤波， 因此直流侧电压基本不变
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
4.1.1 逆变器的基本原理
Vd
Cd
+ -
Sa
Sb
负载
逆变器的原理拓扑
VT1
VD1
ui
A
VT2
VD2
uAB
L
R
iAB
VT3
VD3 B
第4章 DC-AC变换器 （无源逆变电路）
4.1 概述
• DC-AC变换器是指能将一定幅值的直流输入电压（或电流） 变换成一定幅值、一定频率的交流输出电压（或电流）的 电力电子装置。
• 向无源负载（如电机、电炉、或其它用电器等）供电的 DC-AC 变 换 器 又 称 为 无 源 逆 变 电 路 ， 常 简 称 作 逆 变 器 （Inverter）。
• 逆变器中直流侧必须设置储能元件，如电感元件和电容元 件。
• 储能元件的作用： – 直流侧的滤波作用； – 缓冲负载的无功能量。
• 当逆变器直流侧设置电容元件且电容容量足够大时，此时 由于直流侧的低输出阻抗，因而呈现出电压源特性
第4章_S7-200PLC的基础知识
•
工作：PLC运行时，每执行完一遍程序，逻辑运算的结果就存入到相应
的一位存储器中。其中需要控制输出开关的运算结果存到输出映像存储 器中。这个输出映像存储器在PLC程序中，可以按位存取，其中的每一 位，就是一个输出继电器。
27
输入输出elay)
表4.3
16
（3）模块电流 CPU 22X可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如 表4.4所示。
表4.4扩展模块所消耗的5VDC电流值
17
最大I/O配制的预算原则:
•映像寄存器的数量
扩展后I/O的总点数不能大于输入和输出映像寄存器的数量。
• CPU的供电能力
同一PLC系统中所有扩展模块所消耗的电流总和不得超过 CPU 所能提供的电流值。 不同型号的CPU提供5VDC和24VDC电源的容量不同。
扩展模块
设备连接
最大I/O配置的预算 I/O点数扩展和编址
电力电子技术考试题库
一、填空题1.电力电子技术主要完成各种电能形式的变换，以电能输入—输出变换的形式来分，主要包括以下四种基本变换，是AC-AC 、AC-DC 、DC-AC 和DC-DC 的新兴交叉学科。
2.半导体材料的电导调制效应效应使得功率二极管在正向电流较大时其导通压降仍然较低，且基本不随电流的大小而变化。
3.半控型单相全桥电流型方波逆变器的功率器件为晶闸管，而基于晶闸管的半控型逆变器的换流可采用由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。
4.AC-AC变换是把一种形式的交流电变换成另一种形式的交流电，根据变化参数的不同，AC-AC变化电路可以分为交流调压、交交变频和。
6.半导体材料的电导调制效应效应使得PN结在正向电流较大时压降仍然较低，维持在1V左右，所以正向偏置的PN结表8.PWM调制方式根据载波比变化与否可以分为异步调制和同步调制。
1．电力电子技术是利用（电力电子器件）对电能进行（控制、转换和传输）的技术.10.电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造和变流技术。
11.电力电子技术是由电力、电子和控制技术三个学科交叉形成的。
12.电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电器(GE)公司公司研制出第一个晶闸管为标志的。
13.研究换流方式主要是研究。
二、选择题1．根据器件内部带电粒子参与导电的种类不同，下列器件属于单极性器件。
A、IGBT；B、MOSFET；C、GTR；D、GTO。
2．降压式变换器，输入电压为27V±10%，输出电压为15V，占空比变化范围。
A、0.12-0.15；B、0.15-0.18；C、0.505-0.617；D、0.413-0.513。
3．对于任意的调制波频率f r，载波比恒定的脉宽调制为。
A、同步调制；B、异步调制；C、分段同步调制；D、非对称调制。
4．单相桥式全控整流电流，大电感负载，U2=220V，R d=4Ω，当=60°时的输出电压。
A、99V；B、80V；C、148.5V；D、61V。
电力电子技术课件05直流-交流(DC-AC)变换
第五章直流-交流（DC-AC）变换一、概述DC-AC变换器（无源逆变器)V1、V4和V2、V3轮流切换导通，u o为交变电压（1）电网换流 利用电网电压换流，只适合可控整流、有源逆变电路、交—交变频器（2）负载谐振式换流 利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载 电流超前于电压时间大于t q ，即能实现换流，分串，并联。
VT 2、VT 3通后，u 0经VT 2、VT 3反向加在VT 1、VT 4上1. 晶闸管逆变电路的换流方式换流概念：直流供电时，如何使已通元件关断VT 1导通，C 充电左（-）右（+），为换流做准备； VT 2导通，C 上电压反向加至VT 1，换流，C 反向充电。
（3）强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流直接耦合式强迫换流2. 逆变电路的类型（1）电压源型逆变器电流源型逆变器电流源型逆变器功率流向控制（3）两类逆变器的比较比较点电流型电压型直流回路滤波环节电抗器电容器输出电压波形决定于负载，当负载为异步电动机时，近似为正弦波矩形输出电流波形矩形近似正弦波，有较大谐波分量输出动态阻抗大小续流二极管不需要需要过流及短路保护容易困难线路结构较简单较复杂适用范围适用于单机拖动，频繁加减速下运行，需经常反向的场合适用于多机供电不可逆拖动，稳速工作，快速性不高的场合二、强迫换流式逆变电路1.串联二极管式电流源型逆变器结构VT1～VT6为晶闸管C1～C6为换流电容VD1～VD6为隔离二极管2.工作过程（换流机理）（1）换流前运行阶段（2）晶闸管换流与恒流充、放电阶段（3）二极管换流阶段（4）换流后运行阶段diL dt引起三、逆变器的多重化技术及多电平化1. 多重化技术改善方波逆变的输出波形：中小容量：SPWM大容量：多重化技术思路：用阶梯波逼近正弦波（1）串联多重化特点：适合于电压源型逆变器二重化三相电压源逆变器单个三相逆变电路输出电压波形桥Ⅱ输出电压相位比桥Ⅰ滞后30º桥Ⅰ输出变压器△/Y,桥Ⅱ输出变压器△/Z变比为1变比为13二重化逆变电路输出电压比单个逆变电路输出电压台阶更多、更接近正弦。