【正文】 PTR,A 指令產(chǎn)生 WR信號，使ALE、 START 有效，鎖存通道號并啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。 CLK 為時鐘信號，最高允許值為 640KHz。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，是芯片的輸出信號。其引腳功能說明如下： 34 IN0~IN7 為 8 個 輸入通道的模擬輸入端。 采樣電路得到 的模擬信號必須經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后才能送往單片機進行處理。接線時，應(yīng)盡量使 Cs、 VDs 緊靠 IGBT，以減小分布電感。所以可計算如下： s s11R 2 . 4 8 K2 . 3 C f 2 . 3? ? ? ? 9 3 3 0 1 0 5 . 8 5 10 2 6 2 3mo( R S ) L I f 2 1 0 5 0 5 . 8 5 1 0P 1 0 1 0 1 4 6 W22?? ? ? ?? ? ? ? 在實際應(yīng)用中，應(yīng)用多個電阻串并聯(lián)來滿足電 阻的阻值和功率要求。則s 22C 22 F(1080 600) ????2 50，取 30 F? 。 mc s c e p d c d c esLU U E I E UC? ? ? ? ? Δ (31) d s rd s c s m s ddiU U ( L L ) Edt? ? ? ? (32) 式中， idsr 為 VDs的反向恢復(fù)電流。 Cs 充電過程停止，接著 Cs經(jīng)（ Ls+Lm）、 Ed、 FWD、 VDs構(gòu)成的 LC 電路開始放電。另外，分布電感 Lm仍以維持 Ic 不變的趨勢經(jīng) Ls 向 Cs 充電，在 Ls 上產(chǎn)生－ LsdIc/dt 反電動勢（左正右負）。圖 37是其工作波形。如果尖峰電壓很大，可能使疊加后的電壓超 過反向安全工作區(qū)，或者由于 dU/dt 太大引起誤導(dǎo)通，兩者都有損于 IGBT。 C為工頻電容，可以選 CBB6110uF250VAC。所以計算 LC 參數(shù)，要分別情況根據(jù)工作頻率 范圍設(shè)計。 綜上所述，在本系統(tǒng)設(shè)計中，我們可選擇日本富士公司生產(chǎn)的 2MBI25L120（ 2單元 25A/1200V）型 IGBT 管，該管耐壓 1200V，電流容許值為 25A。 27 三相電源經(jīng)過整流后，輸出直流電壓，此時通過直流回路的平均電流最大值 為 in . m a xd c . m a x d c . m inP 3750I 8 . 1 2 AU 4 6 2? ? ? Udc 為三相電源電壓最低時整流輸出的直流電壓的平均值 d c . m i nU 1 . 3 5 3 8 0 ( 1 1 0 % ) = 4 6 2 V? 計算單相全波整流電路濾波電容的經(jīng)驗公式是 d . m ax6 0 0 IC = 400～ c 因為三相全波整流電路的基波頻率為單相 整流電路的 3倍，所以計算三相整電路的濾波電容公式為： d . m a x00 IC = 133～ 2 c 所以 C=200 =1626uF C 2 0 0 8 .1 2 1 6 2 6 F? ? ? ? 因為三相整流的紋波較單相整流要小許多，所以本系統(tǒng)中輸入濾波電容取00uF，在實際電路中，我們選用 2 個 2200uF/450VDC 電容和 2個 1000uF/450VDC容兩兩串聯(lián)再并聯(lián)組成，經(jīng)仿真和實驗證明，所選電容能滿足設(shè)計要求。 輸入整流濾波電路的 設(shè)計 本課題設(shè)計的電源在額定狀態(tài)下的技術(shù)要求為：輸出電壓 220VAC，率 3000W，屬于大功率電源，為了保持三相交流電源的對稱性和減小電源濾波電容等原因，大功率電源一般采用三相電源作為供電電源。 ②最大泄漏電流：相－地（ 250VAC、 50Hz） ③耐壓：相－中 2150VDC ④額定工作頻率： 50200Hz 圖 34 KT3H420 型內(nèi)部原理圖 ⑤額定工作電流： 20A ⑥額定工作電壓：相－相 380VAC 相－中 220VAC ⑦溫度范圍： 25℃ +85℃ ⑧絕緣電阻： 200M? 500VDC EMI 濾波器的安裝和布線對濾波器的性能發(fā)揮是極為重要的，在其安 中應(yīng)注意以下幾點： ①濾波器應(yīng)安裝在機柜底部離設(shè)備電源入口盡量近的地方，并加以板，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源線在機柜內(nèi)迂回。這里共模噪聲是指主回路與機殼間傳導(dǎo)的噪聲；差模噪聲是指回路中的常態(tài)噪聲；輻射噪聲既包括外界通過空間向電源輻射的噪聲，又包括電源對外輻射的噪聲。 計 圖 33是本系統(tǒng)主電路的電路圖，下面我們分別來介紹主電路的各個部分： 輸入 EMI濾波器的設(shè)計 一、高頻電源中的噪聲問題 電源中，噪聲是指直流基礎(chǔ)電源輸出電壓中的脈動成分以及其他的交流分量。 24 PSEN：片外程序存儲器讀取選通信號輸出端。在對內(nèi)部 EPROM 編程時，用于接受高 8位地址。 ：8位雙向 I/O 口。外接晶振時， XTAL2 和 XTAL1 各接晶振的一端，借外接晶振與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。 XTAL1：接外部晶振的一個引腳。適用于各種需要較高靈活性的嵌入式控制應(yīng)用領(lǐng)域。 該系統(tǒng)的工作原理是三相電源 380V 經(jīng)整 流濾波變成直流電壓，然后經(jīng) SPWM全橋逆變，變成 220V 的 SPWM 電壓，再經(jīng)輸出濾波電路濾波為 220V、 50Hz 正弦波交流電壓輸出，另外，系統(tǒng)中 CPU 根據(jù)輸出采樣電壓值來控制 SPWM 波發(fā)生器輸出的 SPWM 波形參數(shù)， SPWM 發(fā)生器產(chǎn)生的 SPWM 波經(jīng)四個驅(qū)動隔離電路去驅(qū)動逆變電路，從而把整流濾波后得到的直流電逆變成穩(wěn)定交流電。延遲時間的長短取決于功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。在 rU 的一個周期內(nèi)， SPWM 輸出只有177。單相橋式逆變電路采用雙極性控制方式時的 SPWM 波形如圖 211 所示。圖中 ofU 表示 OU 中的基波分量。當 rCUU? 時，使 T4 導(dǎo)通， 21 負載電壓 odUU? ；當 rCUU? 時，使 T4關(guān)斷，由于電感負載中電流不能突變，負載電流將通過 D3 續(xù)流，負載電壓 OU0? 。當調(diào)制信號不是正弦波時，也能得到與調(diào)制信號等效的 PWM 波形。但在實際應(yīng)用中，人們常采用正弦波與等腰三角波相交的辦法來確定各矩形脈沖的寬度。逆變器的輸出電壓為 SPWM 波形時，其低次諧波得到很好地抑制和消除，高次諧波又能很容易濾去，從而可得到崎變率極低的正弦波輸出電壓。把幅值為 dU 的矩形波 ou 展開成傅里葉級數(shù)得 : 4 11( s in s in 3 s in 5 )35do UU ?? ω t+ ω t+ ω t+ 其中基波得幅值 o1mU 和基波有效值 o1U 分別為 1 4 1 .2 7= do m dUUU? ? 19 1 22 0 .9= dodUUU? ? SPWM控制技術(shù)及其原理 SPWM 控制的基本原理 如圖 28(a)所示，我們將一個正弦波半波電壓分成 N 等分，并把正弦曲 線每一等份所包圍的面積都用一個與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，且矩形脈沖的中點與相應(yīng)正弦等份的中點重合，得到如圖 28(b)所示得脈沖列，這就是SPWM 波形。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無 功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 在上述四種換流方式中，器件換流只適應(yīng)于全控型器件，其余三種方式主要是針對晶閘管而言。由負載提供換流電壓，凡是負載電流的相位超前電壓的場合，都可實現(xiàn)負載換流。 (2)電網(wǎng)換流。全控型器件可以用適當?shù)目刂茦O信號使其關(guān)斷，而半控型晶閘管，必須利用外部條件或采取一定的措施才能使其關(guān)斷。上面是 S1S4 均為理想開關(guān)時的分析，實際電路的工作過程要復(fù)雜一些。在 1t 時刻斷 17 開 S S4，同時合上 S S3，則 ou 的極 性立刻變?yōu)樨?。這就是逆變電路的最基本的工作原理。 ，可分為調(diào)頻式（ PFM）逆變和調(diào)脈寬式（ PWM）逆變 . ，可分為諧振式逆變、定頻硬開關(guān)式逆變和定頻軟開關(guān)式逆變。 ，可分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式逆變。這們學科是建立在工業(yè)電子技術(shù)、半導(dǎo)體器件技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、半導(dǎo)體變流技術(shù)、脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù)、磁性材料等學科基礎(chǔ)之上的一門實用技術(shù)。 (3)過熱保護 利用溫度傳感器檢測 IGBT 的殼溫，當超過允許溫度時主電路跳閘以實現(xiàn) 過熱保護。這種保護方案要求保護電路在12??s 內(nèi)響應(yīng)。對于非正常的短路故障要實行過流保護。 VDMOS 的通態(tài)壓降隨結(jié)溫升高而顯著增加，而 IGBT 的通態(tài)壓降在室溫和最高結(jié)溫之間變化很小，具有良好的溫度特性。在使用中一般通過選擇適當?shù)?UCE和柵極驅(qū)動電阻控制 CEdU dt ，避免 IGBT 因 CEdU dt 過高而產(chǎn)生擎住效應(yīng)。另外器件在關(guān)斷時電壓上升率 CEdU dt 太大也會產(chǎn)生擎住效應(yīng)。在 IGBT 管中由 GEU 來控制 CI 的大小，當CI 大到一定的程度時， IGBT 中寄生的 NPN和 PNP 晶體管處于飽和狀態(tài)，柵極 G失去對集電極電流 Ic的控制作用，這叫擎住效應(yīng)。 (2)IGBT 的通態(tài)壓降低。 ofT 又可分為關(guān)斷延遲時間 ()dofft 和電流下降時間 ft 兩部分。開通時間 ont 定義為從驅(qū)動電壓 GEU 的脈沖前沿上升到最大值 GEMU 的 10%所對應(yīng)的時間起至集電極電流 CI 上升到最大值 CMI 的 90％止所對需要的時間 .ont 又可分為開通 延遲時間 ()dont 和電流上升時間 rt 兩部分。當 GE GE(TH)UU (開啟電壓，一般為 3－ 6伏 ) 時， IGBT 開通，其輸出電流 CI 與驅(qū)動電壓 GEU 基本呈線性關(guān)系。 IGBT 的特性與參數(shù)特點 的伏安特性 和轉(zhuǎn)移特性 IGBT 的伏安特性如圖 22(a)所示，它反映在一定的柵極－發(fā)射極電壓 GEU與 cI 的關(guān)系。 IGBT 的驅(qū)動原理與功率 MOSFE 基本相同，為場控器件，通斷由柵射極電壓 GEU 決定。通過輸出信號已不能 進行控制。 該電子為 PNP??晶體管的少數(shù)載流子，從集電極襯底 P? 層開始注入空穴， 11 進行電導(dǎo)率調(diào)制（雙極工作），所以可以降低集電極－發(fā)射極間飽和電壓。圖 21(a)為 N 溝道 VDMOSFET 與 GTR組合的 N溝道 IGBT（ NIGBT）。 IGBT 于 1982年開始研制， 1986 年投產(chǎn)，是發(fā)展很快而且很有前途的一種混合型器件。 本課題所設(shè)計逆變電源的參數(shù)要求： (1)輸入電壓：市電三相電源 380VAC177。 PSPICE可提供時域仿真，又可提供頻域仿真，能對電路的動態(tài)工作過程進行細致的仿真分析，可它缺乏控制系統(tǒng)的設(shè)計工具和分析手段，難于進行機電控制系統(tǒng)的仿真。 9 (3)設(shè)計任務(wù)確定后立即做仿真，進行充分可行性論證后再訂購貴重、特殊器件，既節(jié)省資金又縮短開發(fā)過程，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 SimPower的應(yīng)用及其意義 為了大幅度地提高效率，在研制新型電源系統(tǒng)的過程中，往往采用如下程序：首先提出一個新的設(shè)想，然后對其進行仿真以驗證該設(shè)想的可行性，并驗證其性能參數(shù)，在達到了預(yù)期的效果后 ，再進行硬件實現(xiàn)，這種方法已逐漸成為科研工作的一種主要模式。 、控制性能好、電氣性能指標好由于逆變電路的工作頻率高，調(diào)節(jié)周期短，使得電源設(shè)備的動態(tài)響應(yīng)或者說動態(tài)特性好，表現(xiàn)為：對電網(wǎng)波動的適應(yīng)能力強、負載效應(yīng)好、啟動沖擊電流小、超調(diào)量小、恢復(fù)時間快、輸出穩(wěn)定、紋波小。變壓器本身的損耗主要包括原、副邊銅耗和鐵芯損耗，鐵 8 芯橫面積和線圈匝數(shù)的大幅度減小也就大大降低了銅耗和鐵耗。 ，節(jié)省材料在很多用電設(shè)備中，變壓器和電抗器在很大程度上決定了其體積和重量，如果我們將變壓器繞組中所加電壓的頻率大幅度提高，則變壓器繞組匝數(shù)與有效面積之積就會明顯減小，變壓器的體積和重量明顯地減小了。 電源是電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，隨著新的電子元器 件、新電磁材料、新變換技術(shù)、新的控制技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，逆變電源技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學校可以采用影印、縮印、