《电力电子课设》word版

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1、题目:MOSFET单相电压型逆变电路设计一．课程设计目的：1·掌握单相桥式全控桥整流电路和单相半桥无源逆变电路的工作原理，进行结合完成交-直-交电路的设计；2·熟悉两种电路的拓扑，控制方法；3·掌握两种电路的主电路，驱动电路，保护电路的设计方法，元器件参数的计算方法；4·培养一定的电力电子的实验和调试能力；5·培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；6·加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；二.设计的技术指标及要求(一)、设计的技术数据1、输入电源：三相交流电380V；2、输出电压：AC：220V，50HZ；3、输出功率：1500W；4、电阻性

2、负载。(二)、设计内容及要求1、方案论证及选择；2、主电路设计（包括整流电路的设计及器件选型；逆变电路开关器件型号确定等；3、控制电路设计（包括根据PWM调制原理产生所需要的PWM波形的方法选择，SPWM集成芯片等）4、驱动电路设计（驱动芯片选择，如日本富士EXB系列或三菱Ｍ579系列及电路设计）5、保护电路设计（主要包括过压和过流等）。6、总结及心得体会；7、参考文献；8、完成电路原理图1份。三．设计的内容及要求方案一.MOSFET的单相半桥无源逆变电路1·主电路的设计：（1）整流部分主电路设计:单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图（1）：图（1）在

3、单项桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4的漏电阻相等，则各承受u2的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1、VT4即导通，电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3（VT2和VT3的α=0处为ωt=π），VT2和VT3导通，电流从电源的b端流出，

4、经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT4导通，如此循环的工作下去。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为U2和U2。（1）逆变部分主电路设计：如图所示，它有两个桥臂，每个桥臂由一个全控器件和一个二极管反并联而成。在直流侧有两个相互串联的大电容，两个电容的中点为直流电源中点。负载接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。开关器件设为V1和V2，当负载为感性时，输出为矩形波，Um=Ud/2.刚开始V1为通态，V2为断态，给V1关断信号，V2开通信号后，V1关断，但由于感性负载，电流方向不能立即改变，

5、就沿着VD2续流，直到电流为零时VD2截止，V2开通，电流开始反向。依此原理，V1和V2交替导通，VD1和VD2交替续流。此电路优点在于结构简单，使用器件少，缺点是输出交流电压幅值仅为Ud/2。方案二：MOSFET的单相全桥无源逆变电路图2电压型全桥无源逆变电路的电路单相逆变电路主要采用桥式接法。它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有一个全控器件MOSFET和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥臂之间。其中桥臂1,4为一对，桥臂2，3为一对。可以看成由两个半桥电路组合而成由于采用功率场效应晶体管（MOSFET）来设计,如图2

6、的单相桥式电压型无源逆变电路，此课程设计为电阻负载，故应将IGBT用MOSFET代替，RLC负载中电感、电容的值设为零。此电路由两对桥臂组成，V1和V4与V2和V3两对桥臂各导通180度。再加上采用了移相调压法，所以VT3的基极信号落后于VT1的90度，VT4的基极信号落后于VT2的90度。因为是电阻负载，故晶体管均没有续流作用。输出电压和电流的波形相同，均为90度正值、90度零、90度负值、90度零……这样一直循环下去。相比于半桥逆变电路而言，全桥逆变电路克服了半桥逆变电路输出交流电压幅值仅为1/2Ud的缺点，且不需要有两个电容串联，就不需要控制电容电压

7、的均衡，因此可用于相对较大功率的逆变电源（3）控制电路的设计控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于逆变电路中功率器件的通断，通过对逆变角的调节而达到对逆变后的交流电压的调节。我们采用PWM控制方法，进行连续控制，我们采用了SG3525芯片，它是一款专用的PWM控制集成芯片，它采用恒频调宽控制方案，内部包括精密基准源，锯齿波振荡器，误差放大器，比较器，分频器和保护电路等。SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使

8、输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流