毕业设计-基于单片机控制的三相逆变电源设计1

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1、目录第一章绪论1.1课题的背景31.2电源技术的发展概况4第二章基本原理62.1IGBT管的基本原理与特性62.1.1IGBT的工作原理62.1.2IGBT的特性与参数特点82.1.3IGBT的保护92.2逆变技术及其原理112.2.1现代逆变技术的分类122.2.2逆变电路的基本工作原理112.2.3电力器件的换流方式122.2.4三相电压型逆变电路142.3SPWM控制技术及其原理172.3.1SPWM控制的基本原理172.3.2单极性和双极性SPWM控制方式18第三章系统硬件设计193.1系统总体介绍183.2系统主电路设计203.2.1输入EMI滤波器的设计203.

2、2.2输入整流滤波电路的设计223.2.3逆变器和输出滤波电路的设计243.2.4RCD缓冲电路的设计273.3采样电路及A/D转换电路313.4SPWM波产生芯片SA4828及其应用323.4.1SA4828工作原理323.4.2SA4828与单片机的连接353.4.3SA4828的编程373.5IGBT驱动电路EXB841413.5.1IGBT驱动电路的要求413.5.2.集成化IGBT专用驱动器EXB841443.5.3使用EXB841应该注意的一些事项473.6系统保护电路设计473.7辅助电源电路的设计48第四章系统软件的设计504.1系统控制程序技术504.2软

3、件抗干扰技术52结论54致谢55参考文献5652第一章绪论1.1课题的背景随着各国工业与科学技术的飞速发展，在将来工业高度自动化的情况下，计算机技术、电力电子技术及自动控制技术将成为三种最重要的技术。所谓电力电子技术，就是利用半导体功率开关器件、电子技术和控制技术，对电气设备的电功率进行变换和控制的一门技术。这项技术自20世纪50年代以来，经历了半个世纪的发展，现在已经成为理论和科学体系比较完整，而且又相对独立的一门科学技术。特别是80年代以来，由于电力电子技术突飞猛进的发展，及其对工业发展所产生的作用，它被各国专家学者称为人类社会继计算机之后的第二次电子革命，它在世界各国

4、工业文明的发展过程中所起的关键作用，可能仅次于计算机。预计在21世纪，电力电子技术对工业自动化、交通运输、城市供电、节能、环境污染等方面的发展，将会产生更大的推动作用。正弦波逆变器技术是电力电子技术中的一个最重要的组成部分，它的作用是把从电力网上得到的定压定频交流电能，或从蓄电池、太阳能电池等得到的电能质量较差的原始电能，变换成电能质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。这种交流电能不仅可用于交流电机的传动，而且还可作为不间断电源、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等逆变器中的电能。近年来，随着各行各业的技术水平和操作性能的提高，它们对电源品质的要求也在不断提高

5、。为了高质量和有效地使用电能，许多行业的用电设备都不是直接使用交流电网提供的交流电作为电源，而是通过各种形式对电网交流电进行变换，从而得到各自所需的电能形式。其中，把直流电变成交流电的过程叫做逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路。这种能量的变换对节能、减小环境污染、改善工作条件、节省原材料、降低成本和提高产量等方面均起着非常重要的作用。随着正弦波脉宽调制(SPWM)逆变技术的日益成熟，逆变电源被广泛应用到微波通讯、野外活动、高速公路、海岛、军事、医疗、航空航天、风力发电等各个领域。在一些重要的用电部门(如机场、医院、银行)和一些重要的用电设备中(如计算机、通信设备)对逆变电

6、源质量的要求也越来越高:不仅要求不停电，还要要求输出电压波形准确完好，如不间断电源UPS(UninterruptiblePowerSupply)52广泛应用于计算机、程控交换机、数据处理系统、医疗诊断仪及精密电子仪器等不能中断供电的场合，而衡量逆变电源质量的首要指标就是输出波形质量的情况。对于逆变电源，其负载可能具有不同的性质，当某一负载投入运行时，特别是非线性负载，很可能引起逆变器的输出电压波形周期性畸变，谐波增加;同时，由于变压器本身存在非线性的问题，使得实际加载在负载上的波形也会发生畸变，因此，上述情况会让负载端的电压波形发生更为严重的畸变，而这样的波形对各种电气设备

7、都有不同程度的影响和危害，从而影响整个电路正常、安全可靠地工作，对供电系统的影响也会日益严重，这样，也就逐渐显示出了对逆变电源输出波形控制的重要性。因此，为了使逆变电源具有高质量的输出波形，研究设计逆变电源的各种先进的波形控制技术已成为近年来国内外学者研究的热点。1.2电源技术的发展概况电力电子技术就是利用半导体功率开关器件、电力电子技术和控制技术，对电气设备的电功率进行变换和控制的一门技术。上个世纪80年代以来，由于半导体器件，电子技术等的不断推陈出新，电力电子技术有了突飞猛进的发展，其对工业发展所产生的巨大作用