《电力电子技术》课程设计-IGBT升压斩波电路设计

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1、武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书目录：1绪论11.1电力电子技术的介绍11.2电力电子技术的应用11.3电力电子技术中的直流变化技术22系统总体方案及主电路设计32.1系统的方案及其流程图32.2主电路的设计42.2.1主电路的原理图42.2.2主电路的工作原理52.2.3参数的计算53控制和驱动电路的设计83.1芯片SG3525简介83.2控制和驱动电路原理图及工作原理93.2.1控制和驱动电路原理图93.2.2控制和驱动电路工作原理103.3保护电路104系统仿真与实测124.1仿真软件MATLAB的简介124.2

2、仿真模型的建立124.3系统仿真结果及分析145设计心得体会17参考文献18武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书1绪论1.1电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。　　现已成为现代电

3、气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。　　电力电子学（PowerElectronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。1.2电力电子技术的应用电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强

4、且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。1武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书 在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气

5、机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成的直流电源供电，可以说有电源的地方就有电力电子技术的设备。1.3电力电子技术中的直流变化技术直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制。从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电

6、能的效果。由于变速器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。18武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书2系统总体方案及主电路设计2.1系统的方案及其流程图电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断。来完成整个系统的功能。因此，一个完整的升压斩波电路也应包括主电路，控制电路，

7、驱动电路和保护电路这些环节。直流斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。主电路模块，主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩波电路组成，其中主要由全控器件IGBT的开通与关断的时间占空比来决定输出电压U。的大小。控制电路模块，可用直接产生PWM的专用芯片SG3525来控制IGBT的开通与关断。驱动电路模块，驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端和公共端之间，用来驱动IGBT的开通与关断。18武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书系统总体流程图如图1图1系统总体流程图2.2主电路的设计2

8、.2.1主电路的原理图升压斩波电路工作原理图及其波形图2所示图2升压斩波电路工作原理图及其波形图18武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书2.2.2主电路的工作原理当V1导通时，能量从输入电源流入，并储存于电感L1中，由于V1导 通期间正向饱和管压降很小，故