大功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-12 13:54:55 本頁面
【正文】 穩(wěn)壓電源的輸出電壓不是絕對不變的，只是變化很小。與此同時，將穩(wěn)壓電源的大部分元器件都集成在一塊硅基片上的集成穩(wěn)壓電源也不斷發(fā)展。五十年代，隨著半導(dǎo)體工業(yè)的飛躍發(fā)展，晶體管的誕生使晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源，成了穩(wěn)壓電源的核心，這種局面一直維持到六十年代中期。說到穩(wěn)壓問題可以追溯到上一個世紀(jì)愛迪生發(fā)明電燈時，就曾考慮過穩(wěn)壓電源。2概述許多電子設(shè)備都需要良好穩(wěn)定的直流供電電源，而外部提供的能源大多為交流電網(wǎng)電源，通常是通過火力發(fā)電、水利發(fā)電、核子發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電獲得的。因此給電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制造提出了新的要求，并且需要快速而有效的保護(hù)措施。其中IGBT器件，其輸出管壓降低，一般在3V以下，器件本身的功耗小，具有晶閘管的優(yōu)點，適合于大電流工作，其控制端采用了場效應(yīng)管的技術(shù)，驅(qū)動非常小，適應(yīng)于高速開關(guān)，且沒有二次擊穿的問題，工作比較安全，因此屬于目前國際上有限發(fā)展的大功率開關(guān)器件。關(guān)鍵詞：大功率 直流 穩(wěn)壓 IGBT逆變器 微機控制系統(tǒng)畢業(yè)論文外文摘要Title : high efficiency current voltagestabilized source Abstract:This article first introduced designs the high efficiency cocurrent voltagestabilized source39。文中詳細(xì)討論了上述電路的設(shè)計要點及參數(shù)確定，以16位單片機80C196KC為控制核心，組成大功率直流穩(wěn)壓電源的控制系統(tǒng)。單片機通過采樣電路中的電壓、電流值，與給定值比較后可自動調(diào)節(jié)，同時還可顯示電路中的電壓、電流值，具有監(jiān)控功能。s position structure and the control principle, and on the power source main circuit, the control circuit, the protection circuit as well as the control system software39。國外器件制造廠商推出了一系列大功率IGBT模塊，其最大單管電流已達(dá)到1000A以上，耐壓可達(dá)到1200V（有的可達(dá)到1400V），開關(guān)時間在600ns以下。由于IGBT逆變器的逆變頻率高，節(jié)能效果好，在各種電源中均有重要的應(yīng)用。直流電源設(shè)備擔(dān)負(fù)著把交流電源轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需的各種類別直流電源的任務(wù)。到二十世紀(jì)初，就有了鐵磁穩(wěn)壓電源。隨著電子設(shè)備的進(jìn)步，電子設(shè)備開始從分立元件進(jìn)入集成電路時代，體積日益減小，裝機密度不斷提高，規(guī)模容量逐漸增大。電源是電子設(shè)備的重要部分，其質(zhì)量好壞直接影響著電子設(shè)備的可靠性，而且電子設(shè)備的故障60%來自電源。從穩(wěn)壓電路的原理分析，最主要的引起輸出電壓變化的因素有兩個：一是輸入電壓的變化引起的輸出電壓的變化；另一個是輸出電流的變化(由于負(fù)載變化)引起輸出電壓的變化。也就是穩(wěn)壓電源穩(wěn)定電壓的能力首先要看輸入電壓的變化和負(fù)載變化引起的輸出電壓的變化被限制到多小的程度?，F(xiàn)代應(yīng)用的穩(wěn)壓電源的種類比較多，分類方式也很多。參數(shù)穩(wěn)壓電源電路簡單，利用元件的非線性實現(xiàn)穩(wěn)壓，結(jié)構(gòu)也簡單。按穩(wěn)壓電源的調(diào)整元件與負(fù)載的聯(lián)接方式來分類，可以分為并聯(lián)穩(wěn)壓電源和串聯(lián)穩(wěn)壓電源兩種。按調(diào)整元件分，有輝光放電管穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源，電子管穩(wěn)壓電源，晶體管穩(wěn)壓電源，可控硅穩(wěn)壓電源等。通用、專用等。所研制的單片機控制穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)如下： 輸入電壓： 380V三相交流50HZ；輸出電壓： 24V輸出電流： 800A；3電源硬件系統(tǒng)設(shè)計圖1 單片機控制的逆變電源的總體框圖單片機控制的逆變電源的總體框圖如圖1所示，整套裝置主要由電源主電路、PWM控制電路、驅(qū)動電路和單片機控制電路四部分組成。3)單片機控制電路的功能為實現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源，單片機系統(tǒng)控制電路用來輸出其所需的電壓、電流。在全橋電路中，變壓器的電壓為，如果我們假定逆變器的效率為85%，則IGBT管的工作電流為： ()驅(qū)動電路的作用主要是對驅(qū)動信號進(jìn)行功率放大，并保證一定的脈沖前沿、后沿陡度，使其有足夠的能力使IGBT飽和導(dǎo)通。另外，IGBT開通后，門極驅(qū)動源應(yīng)提供足夠的功率使IGBT不致退出飽和而損壞。(6)若為大電感負(fù)載，IGBT的關(guān)斷時間不宜過短，以限制尖峰電壓，保護(hù)IGBT安全。常用保護(hù)措施有：1）通過檢出的過電流信號切斷門極控制信號，實現(xiàn)過電流保護(hù)。輸出電路上對高頻變壓器次級的高頻方波電壓進(jìn)行整流濾波。Vimax / Vimin2．功率整流器的特點全橋式逆變器的輸出電路如圖3所示：圖3 全橋式逆變器的輸出電路輸出電路中的整流二極管必須具有正向降低、快速恢復(fù)的特點，還應(yīng)有具有足夠的輸出功率。因為在一般情況下，低電壓輸出所驅(qū)動的負(fù)載電流都很大。有驅(qū)動器模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)得知，需要穩(wěn)壓電源提供25V直流電源，最大輸出電流不大于50mA即可。2)選定直流輸入電壓通常選 ()在此我們?nèi)。?0V。4)選擇整流二極管流過二極管的電流： 帶負(fù)載時，整流電壓≈ ()則變壓器副邊的最大反向有效值為： () 二極管承受的最大反向電壓為： () 因此，可選用最大整流電流為50mA，最大反向工作電壓為100V三相橋式整流塊即可。輸出直流電壓為177。負(fù)載電阻 () 同理實取＝＝1667μF，= =3333μF 耐壓63V。通常＝5+(3～4) ＝8～9V取 ＝9V。顯然，當(dāng)B一定時，提高逆變頻率不僅可降低變壓器的體積和重量，而且使控制精度提高。逆變器中最重要的一個器件就是功率開關(guān)元件，而功率開關(guān)元件正朝著高壓大容量、集成化、全控化、高頻化及多功能化方向發(fā)展。表2給出了達(dá)林頓GTR、功率MOSFET和IGBT三種全控型器件的特性比較。逆變技術(shù)的輸出控制方式常用“時間比率控制”方式，通過改變導(dǎo)通時間ton和工作周期比例亦即脈沖的占空比來實現(xiàn)。2．濾波電容的計算三相交流電經(jīng)過整流器后輸出波形如圖6所示：圖6 電源經(jīng)整流濾波后的波形電源輸入功率近似為： ()為電容器的電壓從放電到所需的時間。由于RYRYRY3 分別為輸入電路線間瞬時過電壓保護(hù) ，所以它們的額定電壓取相同的值，即都取750V。10%，計算電容時按下降情況考慮，即： ()電源在IGBT管未導(dǎo)通前給電容C12和C13充電，因為均壓電阻R/T 的阻值相同，所以兩電容兩端的電壓相等且為/ 2，即： ()設(shè)IGBT的管壓降為2V，P
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