电力电子技术中spwm逆变电路性能实验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com实验技术与管理V01．20N0．5200381电力电子技术中SPWM逆变电路性能实验研究杨莉莎，陈坚，吴燕红，陈有谋(华中科技大学电气学院，武汉430074)摘要：本文设计、研制的SPWM逆变电路主电路及控制系统，可以用作高等工科院校电气工程及自动化专业学生学习电力电子技术课程中逆变技术的教学实验，可以使学生通过实验教学环节验证高频SPWM逆变的一些基本原理，掌握SPWM逆变的一些关键技术。关键词：高频开关器件；SPWM逆变；函数发生器；触发器中图分类号：TM133文献标识码：B文章编号：1002—4956(2003)05—0081—04电力电子

2、学是一门综合电力技术、电子技术和控制技术3者的交叉学科。电力电子技术是高等工科院校电气工程及自动化专业学生必修的一门重要学位的课程，其特点之一是实践性强。通过这门课程的学习，不仅要让学生掌握电力电子变换和控制系统的一些基本原理，而且要培养学生对电力电子系统的兴趣和动手实验的技能，同时，又要使学生通过实验环节了解、掌握一些典型、有代表性集成电路芯片的功能及其应用。为了适应电力电子技术高频化的发展，我校自行设计并研制了采用全控器件、高频化、集成化的电力电子变换和控制系统的实验电路，开出了相应的教学实验，使本科生、专科生、研究生都受到了良好的实验训练。以下介绍其中SPWM逆变电路性能研究的工作原理和

3、实验问题。1SPWM逆变电路及各控制环节的工作原理为了使学生在有限的实验课时中完成学习、研究高频开关逆变电路的一些基本特性和控制技术，我们选用了图1所示的半桥式主电路。直流可调电源V由单相交流220V电源经自耦变压器、不控整流和L、c滤波后得到；控制系统如图2所示，它由正弦、三角波形成电路，SPWM驱动信号形成、分配电路，死区控制环节，主开关管驱动电路，过流、过压、检测保护电路，故障复位电路及辅助电源构成。(1)SPWM逆变主电路图1所示的主电路中直流输入电压Vi经c、c分压后对半桥逆变电路供电，控制电路对开关管T。、T进行SPWM控制，T。、T交替通、断，在电路中的a、b两点产生双极性SPW

4、M交流电压，经L、c滤波后，输出正弦交流电压V。。收稿日期：2002—11—28作者简介：杨莉莎(1953一)，女，工程师，实验室主任．维普资讯http://www.cqvip.com82实验技术与管理图1SPWM半桥逆变主电路(2)正弦波和三角波形成电路函数发生器集成电路L8038产生正弦波和三角波信号，L8038芯片的4、5脚外接时基电阻RR，10脚接时基电容c。，其2、3、9脚可同时输出同一频率的正弦波、三角波和方波。若R=R=R，则可使输出波形对称，改变端子1和12的电位，可以调节正弦波波形的对称性。输出频率f与10脚外接的时基电容C。和时基电阻R的乘积RC成反比，同时还与8脚的电位V

5、。有关，8点电位越高，输出频率越低。输出频率=0．06(一)／R·C(V。。为电源电压)R、C固定后，从外部调节V。的电位值，即可控制输出频率。V为6脚的外加控制电源正电压12V，11脚接负电源电压一12V，7脚电位为6．5V，由内部参考电压供电。(3)SPWM驱动信号的形成、分配和死区控制电路集成芯片ICL8038(I)产生频率fr=50Hz的正弦波V，经运算放大器放大，形成正弦波信号，=(1+R／R)；L8038(1I)产生高频三角波，经运算放大器放大，形成三角波信号V。。V和V。再经LM311比较器比较及CIM081与非门反相后，输出V即为PWM一；VE反相后得到VF即为PWM+。采用芯

6、片4582单稳态电路作死区控制。当单稳B端为“1”、A端为“0”时，为“1”，A端跃变为“1”，立即为“0”，待延时△t(△t为单稳态时间)后，恢复到“1”。因此VV的PWM信号加到单稳4528后的最初△t期间，=0，无驱动信号；延时△t后，=1，有驱动信号输出。驱动信号的死区时间由单稳的暂稳态时间△t即充电电阻R和电容C确定。①当比较器LM311的输入端>Vc，=1时，=1，=0=1，PWM+为高电位，延时△t后=Q。=1，T。的驱动信号SPWM。为高电位，T。被开通；同时=0，PWM一为低电位，T2的驱动信号SPWM为低电位，T2阻断。这时主电路输出=+v／2②当比较器LM311的输入端V

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