电力电子课设(2)

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1、摘要逆变电源是一种采用电力电子技术、控制技术进行电能转换的电力装置，它可将输入的12V直流电转换成220V功率为220W的交流电。它输出的交流电可用于各类设备，最大限度的满足移动供电场所。总的来说，逆变电源就是通过半导体功率开关器件的开通和关断作用，把直流电能转换成交流电能。直流电能通过升压变压器、逆变电路、滤波电路变成我们所需要的交流电能。当然一个完整的逆变电源还需要一些保护电路，比如过载保护，温度保护等。关键词：升压变压器；逆变电路；滤波电路；保护电路II目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章逆变电源电路设

2、计32.1逆变电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1升压斩波电路42.2.2单相全桥逆变电路62.2.3PWM的控制方法82.2.4保护电路设计102.3调试或仿真、数据分析12第3章课程设计总结14参考文献15II第1章绪论1.1电力电子技术概况电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，它与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用得最为广泛。可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备，它不仅提供优质电能，还对科学技术的发展产生巨大的影响，例如由于超小型、高效率

3、的高频开关电源的出现，促进了航空航天和舰船技术的发展；不间断电源(UPS)的研制成功大大提高了计算机、通信、导航、医疗等设备的可靠性;脉冲电源广泛应用于电焊、电镀等行业，节省了大量的电能和原材料。本文所介绍的逆变电源电路主要采用集成化芯片,使得电路结构简单、性能稳定、成本较低。因此,这种电路是一种控制简单、可靠性较高、性能较好的电路。整个逆变电源也因此具有较高的性价比和市场竞争力。逆变电源技术的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，器件的发展带动着逆变电源的发展。最初的逆变电源采用晶闸管（SCR）作为逆变器的开关器件，称为可控硅逆变电源

4、.由于SCR是一种没有自关断能力的器件，因此必须通过增加换流电路来强迫关断SCR,SCR的换流电路限制了逆变电源的进一步发展。随着半导体制造技术和交流技术的发展，自关断的电力电子器件脱颖而出，相继出现了电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管（GTO）、功率场效应晶体管（MOSFET）。绝缘栅双极晶体管（IGBT）等等。自关断器件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能。由于自关断器件的使用，使得开关频率得以提高，从而逆变桥输出的电压中谐波的频率比较高，使输出滤波器的尺寸得以减小，而且对非线性负载的适应性得以提高。总之，逆变技术的发展是随着电力

5、电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展的，进入21世纪，逆变技术正向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的方向发展。而逆变电源是光伏发电系统中的重要组成部分，逆变电源的性质决定了光伏发电系统输出电能的质量。随着逆变电源的类型的增多和控制技术的不断发展，使得光伏发电系统可以应用到与国民生产和日常生活相关的各个领域。151.1本文设计内容本课题主要研究逆变技术，通过给定的12V直流电压转化成50HZ/220V能带动额定负载的交流电输出，解决没有交流电源的情况下交流电气设备的用电问题。并且利用电路图进行仿真，做出相应的参数辨别曲线。

6、主要涉及到的问题包括以下几个：1、确定系统的总体结构；2、升压斩波电路的设计；3、逆变电路的设计；4、元器件的选择；5、参数的计算；6、对系统进行仿真；15第1章逆变电源电路设计1.1逆变电源总体设计方案通过把12V的蓄电池电源转换为工频使用电源，用于各种电子器件中，是一种简单，廉价的方式。主电路设计中采用了简单的升压斩波电路，逆变电路，以及几款简单的芯片，经济性能良好，使用方便。就本系统的性能稳定性而言，由于没有设计复杂的电路进行干扰，所以输出稳定，是一款性价比很高的系统。如图2.1是逆变电源的原理框图，蓄电池升压变压器工频逆变滤波环节

7、负载图2.1总体原理框图如图所示，将直流电压经过非隔离变化后得到高压直流电压，再通过工频逆变；得到交流电压。由于不采用变压器进行输入和输出隔离，所以体积小、重量轻、效率高、成本低而且系统也不复杂。但是由于没有进行隔离，所以存在许多不安全因素，为了进行保护和防止干扰，必须采取许多防护措施。其中升压变压器采用的是简单的直流升压斩波电路，其作用是将12V直流电压变成220V交流电压。该电路结构简单，控制方式简单，用直流斩波器代替变阻器可节约电能30%左右。不仅起到调压作用，同时起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声作用。由于本设计的对象是单向逆变电源

8、，所以逆变电路采用的是单相桥式PWM逆变电路，其作用是将220V直流电压变成220V交流电压，达到我们所需要的电压。151.1具体电路设计1.1.1升压斩波电路本设计主要采用直流升压斩波电路作