電力電子課程設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 源控制領(lǐng)域已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。利用 DSP 取代純模擬控制中的一些實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，如基準(zhǔn)正弦發(fā)生器、輸出過(guò)載保護(hù)、輸出過(guò)壓 /欠壓保護(hù)等，對(duì)于減小控制電路復(fù)雜程度、提高系統(tǒng)控制特性是有好處的。方案 Ⅰ 的實(shí)現(xiàn)框圖如圖 1。 就控制電路的復(fù)雜程度而言，盡管兩種方案采 用了相同的 DSP 作為控制芯片，由于方案Ⅰ仍采用與純模擬控制電路中相同的 PWM 控制信號(hào)生成電路，沒(méi)有充分運(yùn)用 DSP 的片上資源，使得控制電路規(guī)模變大，而方案Ⅱ則可省去比較復(fù)雜的三角波發(fā)生器和比較器，具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。在數(shù)字信號(hào)圖 2 混合控制方案 Ⅱ 的實(shí)現(xiàn)框圖 低通濾波器 基準(zhǔn)正弦發(fā)生器 有源 PI校正電路 SPWP生成 驅(qū)動(dòng)電路 逆變橋 LC 濾波器 無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò) 電壓采樣電路 DSP ov 采樣保持 + 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 4 處理器 (DSP)中產(chǎn)生 SPWM 控制信號(hào)，逆變器輸出高頻脈寬調(diào)制型交流電。中大容量逆變電源一般采用全橋式和推挽式逆變器結(jié)構(gòu)。小容量逆變電源因?yàn)檩敵鋈萘啃?，電壓和電流不大，因此開(kāi)關(guān)器件多選用電力 MOSFET。主電路圖如圖 4 所示。 1）盡可能濾除調(diào)制波 ABU 的高次諧波分量，提高 輸出電壓波形質(zhì)量，濾波電感的高頻阻抗與濾波電容的高頻阻抗相比不能過(guò)低，即濾波電感的感值不能太小。因此 fL 不能過(guò)大，即 )s i n,s i nm i n( 12 ogomog omif IUI UNNUL ? ?? ??? （ 3） 式中， omU 為輸出電壓峰值 。網(wǎng)絡(luò)及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 3） 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為 375nS。 A3120 是美國(guó)惠普公司生產(chǎn)的用于驅(qū)動(dòng) IGBT、 MOSFET 器件的光電耦合器，該芯片內(nèi)部集成有光耦、接口和功放單元，可驅(qū)動(dòng) 1200V/100A的 IGBT 模塊。逆變橋選用不同的功率開(kāi)關(guān)，應(yīng)調(diào)整 57R 的大小，使逆變器獲得最佳的性能。為了滿足 DSP 的 A/D 模塊輸入信號(hào)的要求，模擬量需要經(jīng)過(guò)圖 6 所示的調(diào)理電路。經(jīng)過(guò)光耦的保護(hù)信號(hào)通過(guò)比較器分別與設(shè)定的最大 /最小電壓值進(jìn)行比較，如果電壓值超過(guò)限定值，比較器就輸出低電平。這樣可以在過(guò)流等故障的情況下，把逆變器的 PWM 控制信號(hào)封死 ,關(guān)閉功率器件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)逆 變21D 圖 5 逆變橋功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 55R 55C 54C 15Q 16Q 56R 1514WW 58R 57R 57C 56C 13W gU A3120 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 8 器的保護(hù)。按濾波電感電流有效值 AILf 6? 選+ + + + 輸入電壓 欠壓保護(hù) 84R 88R 91R 89R 12P 90R 95R 92R 93R 94R 11P 13P C 10C 101C 輸入電壓 過(guò)壓保護(hù) iU +15 +15 +15 +15 +15 圖 7 輸入過(guò)壓和欠壓保護(hù) 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 9 取導(dǎo)線，取 23 mmAj? ,導(dǎo)線截面積 2236 mmjI Lf ?? ，導(dǎo)線選用 2cm 的銅皮。 2 0 0 02 210 8m i n1 ??? ??????? BS TUN oni ?N 取變壓器原邊繞組為 411?N 匝，副邊繞組 3211?N 匝。 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 10 功率開(kāi)關(guān)的選擇 MOSFET 的選擇可以從器件的電壓等級(jí)和電流等級(jí)兩個(gè)方面加以考慮。假定系統(tǒng)輸出功率為 oP ，變壓器的變比為 21 NN ，假設(shè)系統(tǒng)的過(guò)載系數(shù)為 ，逆變橋中每個(gè)MOSFET 電流應(yīng)力為變壓器原邊最大電流，則逆變橋中每個(gè) MOSFET 中流過(guò)的電流峰值為： ANU NPIOoLf 12 ?? ?????? 此外，考慮電流紋波以及反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)尖峰電流等因素 的影響，選MOSFET 的電流定額為 150A。 功率開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓波形 逆變器輸出波形 空載時(shí)的波形 滿載時(shí)的 波形 （ 1） 滿載時(shí)逆變器的輸出波形 圖 9 MOSFET 管兩端電壓 圖 10 空載波形 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 12 下圖是逆變器滿載時(shí)的電壓波形，由圖 11 可知，逆變器輸出電壓非常接于正弦波形，其諧波含量少，功率因數(shù)大，性能能達(dá)到 要求。 2．給出了系統(tǒng)的硬 件結(jié)構(gòu)框圖，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)各個(gè)部分的硬件電路
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