一种实用化的交流斩波pwm控制时序研究

《一种实用化的交流斩波pwm控制时序研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、word格式整理版一种实用化的交流斩波PWM控制时序研究摘要：（目的）针对交流斩波电路容易产生短路，电压过冲和过电流等问题，提出一种基于交流电压和交流电流过零检测的交流斩波PWM(PulseWidthModulation)控制方法。（方法）通过对不同性质负载的电压和电流的相位研究，使用对电压和电流过零信号进行滤波，调相和逻辑运算后使能交流斩波的方法，避开过零点附近振荡过零区域，避免主电路产生短路。通过对斩波电路拓扑和控制时序的研究，使用逐渐改变PWM控制信号占空比的方法，实现电压软过度，软过度过程经历五分钟

2、，之后系统稳定工作在190V电压下，避免主电路出现电压过冲和过电流现象。（结果）通过实验检测，交流斩波调压电路实现了电压软过度的目的，并且不再出现短路，电压过冲和过电流现象。（结论）使用这种方法，从本质上解决了传统交流斩波电路中的短路，电压过冲和过电流现象，保证了交流斩波系统安全持久运行。关键词：交流斩波;过零检测;电压过冲;过电流;短路;软过度学习参考word格式整理版（研究的重要意义）交流斩波调压技术作为一种新兴的节能调压技术，广泛应用于电能处理领域。交流斩波技术通过控制斩波电路中的电力电子开关管的开通

3、和关断，实现对交流电压的斩波，从而达到降压的目的,是一种绿色节能的调压方式。（前人研究进展）交流斩波控制的方法也多种多样，通常使用PWM控制技术。（研究的切入点）交流斩波调压系统的负载可能是纯阻性负载、感性负载或容性负载。当负载为容性负载或感性负载时，主电路的电压与电流存在一定的相位差，在一个电压周期内存在电压和电流极性相反的区域。（研究拟解决的关键问题）如果直接斩波处理，容易出现短路，电压过冲和过电流现象。同时，在调压过程中，如果直接调节电压大小，由于滤波电路和负载中可能存在电感和电容，直接调压同样会导致

4、主电路出现电压过冲和过电流现象，目标电压值和供电电压值差别越大，电压过冲和过电流现象越严重。因此，控制时序的设计，决定着斩波电路的安全有效运行。由交流斩波的原理可以知道，斩波要在电压和电流极性相同的时候进行，并且主电路的电流在过零点附近会振荡过零，在此处斩波会导致电路短路。本文设计一个交流信号过零检测电路，检测出交流电压信号和交流电流信号的正半周期和负半周期，并且对过零检测信号进行滤波和相位补偿，滤除信号中的谐波噪声并补偿滤波产生的相移，提高检测精度，同时要设计相位调节电路，不同于相位补偿电路的是相位调节电

5、路的目的是为了避开交流市电过零点附近振荡过零区域。使用CPLD构成调制控制电路，采集过零检测电路输出的电压过零信号和电流过零信号。通过逻辑运算使能斩波电路，在电压和电流极性相同的区域进行交流斩波。在斩波过程中，输出的PWM控制信号的占空比决定着输出的交流电压的大小，因此，在调压时，逐渐改变PWM控制信号的占空比，从而使输出电压逐渐变化为目标电压，实现软过度。1交流斩波控制的基本原理1.1系统结构设计交流斩波控制系统如图1所示，系统使用电压霍尔传感器VSM025A采集电网的交流电压信号，使用电流霍尔传感器CS

6、M020CG采集流过负载的交流电流信号。霍尔传感器能有效隔离测量端和信号输出端，所使用的传感器原副边绝缘电压有效值为2.5KV，精度可达到0.7%，响应时间小于1S，是比较理想的电流和电压信号传感器。滤波-相位补偿电路使用运算放大器，并使用CBB电容，滤除交流信号中的谐波噪声，并补偿滤波导致的移相，输出高精度的过零信号，温度稳定性高。调相-过零比较电路使用比较器和CBB电容，对交流信号进行相位调节，以避开交流市电过零点附近的振荡过零区域，然后进行过零比较，将信号送给CPLD。斩波电路和续流电路使用IGBT反

7、向串联，实现斩波功能。控制电路使用CPLD芯片，对采集的电压过零检测信号和电流过零检测信号处理后，按控制时序输出PWM控制信号。滤波网络是为了滤除斩波后电流和电压中的谐波干扰，要使用大功率器件。图1交流斩波调压系统框图Fig.1Acchoppingblockvoltageregulatingsystem本文主要研究过零检测和控制时序，解决短路和电压过冲和过电流问题，并实现软过度，保证斩波电路安全持久运行。1.2斩波控制相位分析交流斩波调压系统的负载可能是纯阻性负载、感性负载或容性负载。当负载为容性负载或感性

8、负载时，主电路的电压与电流存在一定的相位差，在一个电压周期内存在一个电压和电流极性相反的区域。因此要设计过零检测电路，检测出电压和电流的正负半周期，在电压和电流同向的时候进行斩波。本文提出的过零检测电路要进行调相处理，将精确测量出的电压和电流过零信号进行调相。在感性负载的时候，电压超前于电流。可使用调相电路，使输出的电压过零信号超前于检测的交流电压信号，输出的电流过零信号滞后于检测的交流电流信号。如图2所示。学习