【正文】 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)也加強(qiáng)了 MATLAB 在實(shí)際工程的應(yīng)用操作，學(xué)會(huì)了 MATLAB在電力電子領(lǐng)域的設(shè)計(jì)方法，此外，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)也發(fā)現(xiàn)了在電力電子中一些以前不知道的問(wèn)題，并通過(guò)自己查找資料解決問(wèn)題。 由圖 15看出占空比為 50% ，開(kāi)關(guān)頻率 40KHz 負(fù)載為電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓為 波紋系數(shù)為 % ，最大輸出誤差為 % ；效率為 76%70% 符合設(shè)計(jì)要求。 13 圖 12 觸發(fā)脈沖占空比為 50% 時(shí) Ug、 U Id、 Ud的波形 （ 2）當(dāng)設(shè)置占空比為 65% ， 開(kāi)關(guān)頻率 40KHz，負(fù)載為電阻性負(fù)載 時(shí) Ug、 UId、 Ud 的輸出波形如圖 13 。)。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種的過(guò)流保護(hù)措施。 圖 8 驅(qū)動(dòng)電路原理圖 5 保護(hù)電路的原理與設(shè)計(jì) 1 51 49631254 . 7 K+ 2 0 VT L P 5 2 12 0 0 Ω+ 1 2 VV D 2R G4 7 u FE X B 8 4 14 7 u FI G B T控 制 端 信號(hào)反 饋 回 控 制 端 過(guò)流 信 號(hào)主 回 路 10 在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過(guò)電壓、過(guò)電流、 dtdu/ 保護(hù)和 dtdi/ 保護(hù)也是必要的。它具有單電源、正負(fù)偏壓、過(guò)流檢測(cè)、保護(hù)、軟關(guān)斷等主要特性，其功能完善，控制簡(jiǎn)便可靠。 S G 3 5 2 51 61 51 3過(guò) 流 信 號(hào) 輸 入1 41 11 21 0911 0 0 u F+ 5 . 1 V+ 5 . 1 V+ 1 5 V867525 . 1 K1 K0 . 0 1 u F1 0 K1 0 K1 0 KI N 4 1 4 8I N 4 1 4 8控 制 信號(hào) 輸 出 圖 6 控制電路部分電路圖 4 驅(qū)動(dòng)電路原理與設(shè)計(jì) 8 驅(qū)動(dòng)電路方案選擇 該驅(qū)動(dòng)部分是連接控制部分和主電路的橋梁，該部分主要完成以下幾個(gè)功能： (1)提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，?IGBT 可靠的開(kāi)通和關(guān)斷； (2)提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流，使 IGBT 能迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通； (3)盡可能小的輸入輸出延遲時(shí)間，以提高工作效率； (4) 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信 號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣； (5)具有靈敏的過(guò)流保護(hù)能力。該放大器是 15 8114146751316912310 12VCVR E FC OM P NIN IN +OS C S YN CVC C C S SOU T AOS C OU TSD GNDDIS CRTOU T BCT 7 一個(gè)兩級(jí)差分放大器。 實(shí)際上控制電路就是一個(gè)脈寬調(diào)節(jié)器， 脈寬調(diào)節(jié)器的基本工作原理是用一個(gè)電壓比較器，在正輸入端輸入一個(gè)三角波，在負(fù)輸入端輸入一直流電平，比較后輸出一方波信號(hào)，改變負(fù)輸入端直流電平的大小，即可改變方波信號(hào)的脈寬。 (2)電阻 REUI M?? 00EETttt EtU ono f fonon ?????0 5 因?yàn)楫?dāng)輸出電壓為 100V時(shí)， 按照設(shè)計(jì)要求輸出電流小于等于 5A， 假設(shè)輸出電流為 ~5A。電路工作時(shí)波形圖如圖 3： 圖 3 電流持續(xù)時(shí)波形圖 當(dāng) 1tt? 時(shí)刻，控制 IGBT 關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管 DV 續(xù)流，負(fù)載電壓 0u 近似為零，負(fù)載電流指數(shù)曲線下降。 根據(jù) 降壓斬波電路 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 設(shè)計(jì)主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路，設(shè)計(jì)出 降壓斬波電路 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1： 2 圖 1 降壓斬波電路結(jié)構(gòu)框圖 在圖 1 結(jié)構(gòu)框圖中，控制電路是用來(lái)產(chǎn)生 降壓斬波電路 的控制信號(hào) ，斬波電路主要用于電子電路的供電，不同的電子器件需要的供電電源電壓不盡相同，而且對(duì) 電源的精度要求也有所差異，對(duì)于精密的電子儀器需要的供電電源功率雖然小但要求電源質(zhì)量高，對(duì)于小容量直流電機(jī)雖然對(duì)電源的質(zhì)量要求不高，但功率較大，控制電路的作用是調(diào)節(jié)斬波電路電壓高低。目前已取代了原來(lái) GTR 和一部分電力 MOSFET 的市場(chǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，成為中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件。直流斬波電路一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姷那闆r，不包括直流 交流 直流的情況。利用相同結(jié)構(gòu) 的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成多相多重?cái)夭娐贰? （ 4）提高課程設(shè) 計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)水平。外因過(guò)電壓主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等外部原因，內(nèi)因過(guò)電壓主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò) 程，包括換相過(guò)電壓、關(guān)斷過(guò)電壓。此電路采用 PWM 方式控制 IGBT 的通斷。 (4)二極管 當(dāng) ? =1時(shí)，其承受最大反壓 100V；而當(dāng) ? 趨近于 1時(shí)，其承受最大電流趨近于 5A，故需選擇 VUN 100? ， AIN 5? 的二極管。腳 腳 7 內(nèi)有一個(gè)雙門(mén)限比較器，內(nèi)設(shè)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成 SG3525 的振蕩器。 SG3525有過(guò)流保護(hù)的功能，可以通過(guò)改變 10腳電壓的高低來(lái)控制脈沖波的輸出。但是它需要較多的工作電源，其對(duì)脈沖信號(hào)有 1μ s 的時(shí)間滯后，不適應(yīng)于某些要求比較高的場(chǎng)合。 9 圖 7 EXB841 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 利用 EXB841 驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)其驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖 8所示，兩個(gè) 47uF 電容用于吸收噪音，在腳 3 輸出脈沖的同時(shí)，通過(guò)快速二極管 VD1 檢測(cè) IGBT 的 CE間的電壓。 圖 9 RC阻容過(guò)電壓保護(hù)電路圖 過(guò)電流保護(hù) 當(dāng)電力電子電路運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生過(guò)電流。ShowHiddenHandles39。)。 圖 17 觸發(fā)脈沖占空比為 80% 時(shí) Ug、 Id、 Ud的波形 由圖 12看出占空比為 50% ，開(kāi)關(guān)頻率 40KHz 負(fù)載為電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓為 % ，最大輸出誤差為 % ；效率為 78% 70% 符合設(shè)計(jì)要求。 在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，碰到的問(wèn)題比較多，靠自己所學(xué)的知識(shí)根本解決不了，借鑒了很多網(wǎng)上資料，解決了這些問(wèn)題，也學(xué)到了很多課本上沒(méi)有的東西。當(dāng)然個(gè)人制作的文檔肯定存在較多的問(wèn)題，比如書(shū)寫(xiě)的錯(cuò)誤，表達(dá)的錯(cuò)誤，更多的是考慮到方面不全，在同學(xué)幫忙校閱，吸取同學(xué)的意見(jiàn)添加和修改文檔后制作出此 文檔，即使這樣還是會(huì)有很多不足， 在此，感謝老師和各位同學(xué) 的幫助 。 17 設(shè)計(jì)心得