单相斩控式交流调压电路课程设计

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1、单相斩控式交流调压电路课程设计河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称：《电力电子应用技术》课题名称：单相斩控式交流调压电路设计系部名称：自动控制系专业班级：计控102班姓名：侯晓培学号：2012年06月20日7单相斩控式交流调压电路课程设计目录1、引言12、课程设计的目的23设计工作原理34系统工作原理45、斩控式交流调压控制电路波形图56、调试中观察到得现象及原因67、心得体会6附录77单相斩控式交流调压电路课程设计1、引言以电力为对象的电子技术称为电力电子技术，它是一门利用各种电力电子件，对电能进行电压、电流、频率和波形等方面的控制和变

2、换的学科。电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三个部分，是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。电流有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变变换器共有四种类型：交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。这是与整流相反的变换，也称为逆变。当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，

3、称之为无源逆变。交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。其中：改变交流电压有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。

4、70年代以后，出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件)，如：门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路，使变换器的控制电路大为简化。微处理器和微型计算机的引入，特别是它们的位数成倍增加，运算速度不断提高，功能不断完善，使控制技术发生了根本的变化，使控制不仅依赖硬件电路，而且可利用软件编程，既方便又灵活。传统电力电子技术以整流为主导，以移相

5、触发、PID模拟控制方式为主。各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现，并具有自诊断功能，并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。综上所述可以看出，微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。7单相斩控式交流调压电路课程设计2、课程设计的目的1、培养学生交流文献的能力，特别是利用Internet检索需要的文献资料。2、培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造能力性。3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。4、培养学生在电力电子应用领域的工程设计能力。5、熟悉斩控式交流调压电路的工作原理。6、了解斩

6、控式交流调压控制集成芯片的使用方法与输出波形3、设计工作原理图1、主电路原理图一般采用全控型器件作为开关器件，其基本原理和直流斩波电路类似，只是直流斩波电路的输入是直流电压，而斩控式交流调压电路输入的是正弦交流电压。在交流电源ui的正半周，用V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道；在ui的负半周，用V2进行斩波控制，用V4给负载电流提供续流通道。设斩波器件V1、V2的导通时间为ton，开关周期为T，则导通比为α=ton/T，和直流斩波电路一样，通过对α的调节可以调节输出电压U0。斩控式交流调压控制电路方框图如图2所示，PWM占空比产生电

7、路使用美国SiliconGeneral公司生产的专门PWM集成芯片SG3525，其内部电路结构及各引脚功能可参见相关资料。在交流电源ui的正半周，V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道，V4关断；在ui的负半周，V2进行斩波控制，V3关断，用V4给负载电流提供续流通道。控制信号与主电路的电源必须保持同步7单相斩控式交流调压电路课程设计图2斩控式交流调压控制电路4、系统工作原理在主电路中，当数输入电压为正半周，而且V1加脉冲时，D1导通，V1触发导通，经过负载行成回路。当电源断开时，由D3、V3构成续流回路。当输入电压为负半周，经过D2、

8、V2经负载构成回路。断电时，由V4、D4构成续流回路。在控制回路中，经变压器，再通过运算放大器，经过二极管，最后到达光耦，同时在二极管后边并联一个非门