交流变直流变换电路综述.doc

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1、电力电子技术论文交流变直流变换电路综述基本概念交直流转换冇热电变换、电动系、静电系、电子系等方法。迄今，热电变换仍是一种误并小、灵敏度高、冇较好稳定性的交育流转换方法。交流/肓流（AC/DC）变换器AC-DCtransfer热电变换器由加热丝和热电偶组成，-其间有云母绝缘，热电变换器原理示意图1•加热丝;2云母片;3.热偶洪.隔离云母片；5.冷端散热片;6.加热丝引线刃.热偶引线电流通过加热丝所产生的热量使热电偶产生热电势，大小决定于通过加热丝的电流。有效值相等的交流和肓流电流在加热丝上产生的电功率相等，翰出的热电势也相

2、等，由此可实现交直流电流的比较。热电变换器的交真流转换误并屮包含有在热电转换过程中通过育流和交流电流时，由于一些物理效应（汤姆孙效应和帕尔蒂效应）的影响不同所引起的育流误差，这是因为，这些效应所引起的附加发热在通过育流时不能像通过交流时可以抵消。此外，还有高频下容性泄漏和趋肤效应所引起的高频谋并，以及低频下温度波动所引起的低频谋弟。单元热电变换器的转换谋并小于1x10—5,使川频率可到10MHZ;多元热电变换器的转换误走则小于1x10,但其频率特性较单元热点变换器的差，一般只使用在100khz以下。屮国研制的具有保护热电

3、偶的多元热电变换器在40HZ-15kHZ范国内交肓流转换误羌小于1x10-还有一种称为薄膜型的热电变换器，是利用集成电路制造技术将加热丝和热偶都集中在一块小基片上而成的，H前有的己做到2（X）多个结。其频率特性介于单结和多结变换器ZluJ,可使用到1MHz以上，在100翻Hz以下不确定度也可达10—6数t级。近年来发展起来的模数转换器和采样及数据处理技术，也可看作为一种交直流转换方法，尽管准确度目前还比不上热电转换，但已经取得了很多实际应用。当模数转换器对交流信号采样测量时，得到的是交流信号的瞬时值，再按照交流量的定义，

4、通过计算获得如侑效值、平均值等特征量模数转换器•般是以直流参考电压（齐纳管）为转换标准的，因此实际上这也是一种交直流转换。为了提高转换精度，人们在提高数模转换器的性能（速率和位数）、改进采样策略和数据处理。由于方法等方面进行了有意义的工作工作原理单相AC-DC变换电路设计以Boost升压斩波电路为主电路，MSP430F1611单片机作为微处理器。通过检测电路，单片机控制电路，驱动电路完成对Boost升圧斩波电路实现闭环反馈控制。硬件电路包括Boost升斥斩波电路拓扑、场效应管驱动电路、电压采样电路、电流采样电路、矩阵键盘

5、、5110液晶显示模块、辅助电源供电模块、和MSP430F1611单片机最小系统控制电路。设计以Boost升压斩波拓扑电路作为电源主电路，控制部分以MSP430F1611单片机为控制微处理器。交流20V-30V输入电压条件下Boost升压斩波电路可满足36V电丿卡输出。可通过编程建立输入电丿卡.、输入电流，输出电丿卡.、输出电流信号与功率因素控制量和输出电压的控制关系，采用PID调节输出PWM输入到控制驱动电路使场效应管工作。整体电路设计简单，效率较高，电源扩展功能的设计更灵活。电源输出电压、电流、功率因素等参数可调节性

6、强。方案设计框图如图1.2o方案屮电路设计简单，能实现电床稳定输出，MSP430F1611单片机作为控制处理器，通过程序算法实现输入电流对输入电用的跟随控制可实现功率因素的调整，键盘输入数据可实现功率因素的可控调节。通过软件编程外接简单控制电路可实现电路控制扩展部分升压电感设计屯感将决定在输入侧高频纹波电流的人小，且它的值与纹波电流的大小有关。电感值由输入侧的交流电流峰值来决定。由于最大的峰值电流出现在线电压为最小值，负载最大吋，所以有：V2xpout/'“(min)V2x7220=5.303/1转换器的输入线电流峰值为

7、4.42A,出现在交流电床为20V时。假如容许20%的电流脉动，则有：A/=0.2x//（&）=1.06064在升压型转换器屮最大纹波电流发生在占空比为50%吋，即在升压比为M=yJy=1电感值是由半波整流最低输出电压吋的电流峰值在此电压吋的占空比D以及开关频率所决定的，其关系式如下:in(pk)/”吋的占空比D=片严=詈=0.28'V亠、=20为输入电压为最低=20x027=300mH,电路设计屮电感取500uHo/xAZ2()x]0xO.9电路设计综述AC-DC电路效率测试方法：电源输入端接入24V交流，在电源模块正

8、常工作后，在AC输入端和DC输出端串联电流表，并联电压表。调节负载使输出电流。测得输入电压［/,,输入电流人，输出电压输出电流/昇测得示数后计算出电路效率1功率因数测量模块单片机的功率因数测量模块，利用电压、电流互感器采样稳定性，进行过零比较，得到稳定方波信号，从而得出电压电流相位差，求得功率因数。2整流模块单项桥式