电力电子课程设计直流降压斩波

《电力电子课程设计直流降压斩波》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电力电子课程设计直流降压斩波摘要在电力电子应用领域，直流斩波电路应用广泛，在电机调速里面起到至关重要的作用。它主要包括：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。直流传动是斩波电路应用的传统领域。调速体统中前两者应用广泛。主要通过控制电路控制PWM波形，然后通过驱动电路来驱动IGBT来触发主电路的导通与关断。主电路中采用的是降压斩波电路，通过控制PWM波形的导通时间与关断时间来得出输出电压的值。从而达到控制输出电压的目的。关键词：斩波IGBT控制1直流电源设计1.1直流电源原理

2、小功率直流电源由电源变压器、整流电路、滤波电路三个部分组成，其原理框图如图2.1所示，其各电压波形如图2.2所示：、图2.1直流电源原理框图电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压U1经过整流电路变换后变成我们需要的交流电压U2。电源变压器的效率为：??P2P1，其中：P2是变压器副边的功率，P1是变压器原边的功率。当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率P1。当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率P1。在直流电源中一般用四个整流二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U

3、3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压U2的有效值的关系为：UI?(1.1~1.2)U2；在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：URM?ID?IR2?0.45U2R2U2；流过每只二极管的平均电流为：1.2参数计算从直流电源框图中我们可以看到滤波电路的输出电压UI，从而可以确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据滤波电路的最大输出电流Iomax，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表2.1查出变压器的效

4、率η，从而确定电源变压器原边的功率P1。然后根据所确定的参数，选择电源变压器。确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的电容值和耐压值。根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。依据上述设计步骤，对本次课程的直流电源进行设计，输出电压为U1?100V。最大输出电流假设为1A,则由UI?(1.1~1.2)U2可知：U2?125V~137V2.2变压器副边电流：I2?Iomax?1A,取I2?1.5A因此，变压器副边输出功率：P2?I2U2?205W。功率为300W的变压器。再选用整流二极管和滤波电容

5、，由于：URM?I0max?1A。IN4004的反向击穿电压URM?253VP2P??242W，所以选用由于变压器的效率??0.85，变压器原边输入功率1?2U2?2?137?194V，，额定工作电流ID?1A?I0max，故整流二极管选用IN4004。由于电路对纹波无要求，而电容的耐压要大于2U2?194V，故滤波电容C取容量为470μF，耐压为300V的电解电容。2主电路直流降压斩波电路设计1.1电路图及其原理斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中EM所示，EMic)图

6、3-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大2.2参数关系电流连续时，负载电压平均值tontUo?E?onE??Et?tTonoffton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比Uo最大为E，减小占空比a，Uo随之减小。因此称为降压斩波电路。负载电流平均值U

7、Io?oR电流断续时，Uo被抬高，一般不希望出现2.3主电路原理当t?t1时刻，控制IGBT关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u0近似为零，负载电流指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，故串联L值较大的电感。至一个周期T结束，再驱动IGBT导通，重复上一周期的过程。当电力工作于稳态时负载电流在一个周期的初值和终值相等，负载电压的平均值为U0??E3.1ton为IGBT处于通态的时间；toff为处于断态的时间；T为开关周期；α为导通占空比。通过调节占空比α使输出到负载的电压平均值U0最大为E，若减小占空比α，则U0随之减小。

8、此电路采用PWM方式控制IGBT的通断。3.2主电路参数分析主电路中需要确定参数的元器件有IGBT、二极管、直流电源、电感、电阻值的确定，其参数确定如下：(1)电源要求输入电压为200V。其直流稳压电源模块前面已完成，以该直流稳压电源