【正文】 在此，謹(jǐn)向單海歐老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！對(duì)于院里領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和實(shí)驗(yàn)室的老師們的辛勤，給我們提供了實(shí)驗(yàn)室這樣一個(gè)良好的設(shè)計(jì)環(huán)境表示深深地感謝；，是一個(gè)實(shí)際的小工程。本課題的研究雖然取得了一定的收獲，但在很多方面還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。諧波分布中最高的為第15次和231次諧波，%%、%，%。 PWM逆變器主電路圖，輸出基波頻率設(shè)為50Hz，載波頻率設(shè)為基波的15倍，即750Hz，在powergui中設(shè)置為離散仿真模式，采樣時(shí)間設(shè)為1e005s，運(yùn)行后可得仿真結(jié)果，輸出交流電壓，交流電流和直流電流。 LC濾波電路LC濾波器一般是由濾波電抗器、電容器和電阻器適當(dāng)組合而成，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰琇C濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用很廣泛。圖中的A、B為比較器。 驅(qū)動(dòng)電路也可以采用分立元件去驅(qū)動(dòng)，分立元件主要采用對(duì)管來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和隔離，但是其沒(méi)有保護(hù)功能，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)下級(jí)電路的保護(hù)，并且電路復(fù)雜，給調(diào)試帶來(lái)很多不便，費(fèi)用也比較昂貴，沒(méi)有上述用專用驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)比較好，所以不選用這種驅(qū)動(dòng)方法。（3）載波比N和調(diào)制比M的選擇①載波比N的選擇對(duì)于本論文，選取N=200即可。在連續(xù)工作狀態(tài)，開關(guān)周期最后的時(shí)刻電流值，就是下一個(gè)周期中電流的開始值。 主電路參數(shù)設(shè)計(jì) 為了分析問(wèn)題的方便，把主電路中Boost環(huán)節(jié)抽象出來(lái)，并將Boost電路的輸入、輸出電壓分別用Vs和V0表示，Boost電路的等效電阻R為250Ω，其中Vs=48V，V0=315V[10]。相對(duì)半橋逆變器而言，全橋逆變器的開關(guān)電流減小了一半，因而在大功率場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。由于開關(guān)管導(dǎo)通，二極管陽(yáng)極接VS負(fù)極，二極管承受反壓狀態(tài)。 主電路拓?fù)鋱D 主電路工作過(guò)程 （1）Boost電路直流電源作為Boost電路的輸入，經(jīng)Boost電路升壓后得到的直流環(huán)電壓大概為315V，此電壓經(jīng)橋式逆變電路，得到一系列的脈沖寬度不同的、幅值一樣的方波，然后在經(jīng)過(guò)輸出濾波環(huán)節(jié)，則可得到符合要求的交流輸出電壓(220V/50Hz)。因?yàn)楸菊n題考慮控制的靈活性和攜帶便攜所以電路簡(jiǎn)單中選取最優(yōu)，綜上選用單相橋式電路，同時(shí)采用IR2110芯片控制電路產(chǎn)生PWM對(duì)橋式電路的導(dǎo)通過(guò)程進(jìn)行控制就是本設(shè)計(jì)的基本方案。半橋電路輸入電壓只有一半加在變壓器一次側(cè)，這導(dǎo)致電流峰值增加，因此半橋電路只在較低輸出功率場(chǎng)合下使用，同時(shí)它具有抗不平衡能力，從而得到廣泛應(yīng)用。隨著電感電流增加，電感里儲(chǔ)存了一些能量。另一種方法是附加預(yù)充電起動(dòng)電路。io在t3時(shí)刻，即iVT1=iVT2時(shí)刻過(guò)零，t3時(shí)刻大體位于t2和t4的中點(diǎn)。t1t2：VT1和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，io=Id，t2時(shí)刻前在C上建立了左正右負(fù)的電壓。4和3以1000～2500Hz的中頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電。一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動(dòng)很小，可近似看成直流電流源。可采用移相方式調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓，稱為移相調(diào)壓。全橋逆變電路(a)，兩個(gè)半橋電路的組合。電壓型逆變電路的特點(diǎn)[3]：(1) 直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)；(2) 輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同；(3) 阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功。上述原理可以稱為面積等效原理，它是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。較為實(shí)用的方法是采用調(diào)制的方法，即把所希望的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過(guò)對(duì)載波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積(沖量)相等。這里所說(shuō)的效果基本相同，指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。其主電路的構(gòu)成采用Boost電路(DCDC)和全橋式逆變電路(DCAC)的組合。 論文主要研究?jī)?nèi)容綜上所述，自從80年代以來(lái)，電力電子技術(shù)取得到了飛速的發(fā)展。為了進(jìn)一步減小電源體積和減輕重量，提高輸出的功率密度，從六十年代開始對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行研制，電路形式歷經(jīng)分立元件、通用集成電路到專用控制器和單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器，性能價(jià)格比不斷提高?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)80％的變頻電源依賴進(jìn)口。進(jìn)入九十年代以后，絕大部分的電氣設(shè)備都裝備了微處理器及變換電路，而且，為了在設(shè)備內(nèi)部將交流輸入變換為直流，都備有電容輸入型整流電路，使得輸入電流波形產(chǎn)生很大的失真。雖然可用瞬時(shí)值電壓反饋的PWM技術(shù)來(lái)解決，但此種技術(shù)仍屬于周波內(nèi)響應(yīng)，非線性負(fù)載的沖擊響應(yīng)仍然很慢。單片電源和模塊電源已取代了整機(jī)電源在一些技術(shù)中獲得廣泛應(yīng)用，并且派生出新的供電體系，使單一的集中供電體系走向多元化。UPS電源是一種具有穩(wěn)壓純凈化和無(wú)間斷地向負(fù)載提供連續(xù)供電能力的優(yōu)質(zhì)交流電源，它擔(dān)負(fù)著向計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備的供電任務(wù)。隨著電力電子技術(shù)的普及使用，由電力電子變換裝置帶來(lái)的電磁干擾、諧波污染及電網(wǎng)功率因數(shù)下降等“公害”越來(lái)越引起全社會(huì)各界普遍關(guān)注。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。s work process, and pushed to the important formula, the final design of the design of the simulation to verify the feasibility of the system.Keywords: inverter technology, pulse width modulation, FET,boost circuit目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 背景 1 目前研究現(xiàn)狀 3 UPS及交流凈化電源 3 交流穩(wěn)壓電源 4 工業(yè)電源的發(fā)展 4 直流開關(guān)電源 5 論文主要研究?jī)?nèi)容 6第2章 系統(tǒng)方案及基本原理 7 系統(tǒng)的基本要求 7 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ) 7 采樣理論 7 面積等效原理 9 PWM逆變電路及控制方法 11 Boost升壓電路 15 系統(tǒng)可行方案和選擇 17第3章 系統(tǒng)的主要模塊 20 系統(tǒng)的主要組成 20 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 20 主電路拓?fù)?20 主電路工作過(guò)程 21 主電路參數(shù)設(shè)計(jì) 23 IR2110芯片控制電路的設(shè)計(jì) 26 輔助電路的設(shè)計(jì) 28 過(guò)流保護(hù)電路 28 開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路 29 LC濾波電路 30第4章 仿真分析 31 仿真目的 31 仿真電路 31 主電路仿真圖 31 PWM產(chǎn)生圖 31 仿真波形 33 波形仿真 33 輸出電壓分析 33 34第5章 結(jié)束語(yǔ) 36 結(jié)論 36 展望 36參考文獻(xiàn) 37致謝 3838第1章 緒論 背景電力電子技術(shù)的發(fā)展一次經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，一些電源也就應(yīng)運(yùn)而生。尤其是面對(duì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，一款穩(wěn)定，易攜帶的交流電源正是我們現(xiàn)在方便生活重要的一種途徑?？刂齐娐凡捎玫氖荌R2110控制，產(chǎn)生PWM波觸發(fā)橋式電路，升壓電路，輸出穩(wěn)定電壓，本文還設(shè)計(jì)了過(guò)流保護(hù)電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。現(xiàn)在大量應(yīng)用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。為了徹底解決現(xiàn)有UPS電源存在的不足和適應(yīng)各類用電設(shè)備的需求，數(shù)控交流穩(wěn)壓電源的研制將是今后的一個(gè)重要的方向。隨著計(jì)算機(jī)等設(shè)備的不斷發(fā)展和日益推廣普及，對(duì)UPS電源提出了越來(lái)越多的要求，不僅UPS要有很好的靜態(tài)穩(wěn)定性和很快的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，還對(duì)UPS的體積和重量提出了更高的要求。從80年代后期，隨著各種電器及電子產(chǎn)品中裝備微處理器的品種逐漸增多，此類產(chǎn)品易于受到瞬間停電及電壓波形變化等的影響，造成動(dòng)作差錯(cuò)及數(shù)據(jù)丟失，從而對(duì)交流電源提出了更高的要求。這是第三代、第四代交流電源的發(fā)展方向。為了消除這一缺點(diǎn)，后來(lái)采用了預(yù)調(diào)節(jié)方式?？傊S著電子電源的集成化、模塊化、智能化的發(fā)展和電力電子器件的高性能化、拓?fù)潆娐防碚摰膭?chuàng)新、現(xiàn)代控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用及其實(shí)現(xiàn)的手段的先進(jìn)性，現(xiàn)代電源的設(shè)計(jì)及分析工具得以進(jìn)一步完善。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)觀察，在嚴(yán)重失真時(shí)，電壓會(huì)出現(xiàn)正負(fù)半波不對(duì)稱、波形嚴(yán)重畸變，頻率也會(huì)發(fā)生變化。其中，直流升壓電路和交流逆變電路是研究的核心。 a) b) c) d) 形狀不同而沖量相同的脈沖各種脈沖上述結(jié)論是PWM控制的重要理論基礎(chǔ)。以上介紹的是PWM控制的基本原理，按照上述原理，在給出了正弦波頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)后，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。 雙極性PWM控制原理方式?jīng)_量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。如果周期性地施加上述脈沖，則響應(yīng)i(t)也是周期性的。 PWM逆變電路及控制方法目前中小功率的逆變電路幾乎都采用PWM技術(shù)。 半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路簡(jiǎn)單，