【正文】 正 PWM模式的一些特殊情況。所以，總體來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)的穩(wěn)定性還是比較好。因此，在實(shí)際 應(yīng)用中，要對(duì) IGBT進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)，可用溫度傳感器檢測(cè) IGBT的 殼溫，當(dāng)超過(guò)允許溫度時(shí)主電路跳閘以實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。 我們?cè)?jīng)困惑過(guò)曾經(jīng)郁悶過(guò)，但是從一次一次的失敗中走來(lái)，深深體會(huì)到：其實(shí)，每一次的失敗都為我們下一次的成功帶來(lái)了曙光！ 建議： 多引進(jìn)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，最好帶有較多的配套實(shí)驗(yàn)及開發(fā)板，以供實(shí)驗(yàn)和開發(fā)擴(kuò)展。 // PortC PORTC = 0x0。 //}}WIZARD_MAP(Initialization) // TODO: Add extra initialization here //{{WIZARD_MAP(Global interrupt) sei()。 ICR1 = 0x271。 TCNT2 = 0x00。 OCR1B=Sin_Zheng[i]。 } } 。 return。 TIMSK = 0x04。 27 OCR1B = 0x0055。 } } uint Sin_Zheng[128]={ 621,590,559,529,499,469,440,411,383, 355,328,302,276,251,228,205,183, 163,143,125,108,92,78,65,53, 43,34,26,20,16,13,11,11, 13,16,20,26,34,43,53,65, 78,92,108,125,143,163,183,205, 228,251,276,302,328,355,383,411, 440,469,499,529,559,590,621, 12,43,74,104,134,164,193,222,250, 278,305,331,357,382,405,428,450, 470,490,508,525,541,555,568,580, 590,599,607,613,617,620,621,621, 620,617,613,607,599,590,580,568, 555,541,525,508,490,470,450,428, 405,382,357,331,305,278,250,222, 193,164,134,104,74,43,12}。 // PortD PORTD = 0x0。 衷心感謝我的導(dǎo)師李英輝老師，導(dǎo)師淵博深厚的學(xué)識(shí)，敏銳的眼光，精辟的見(jiàn)解，創(chuàng)新的開拓精神，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)范，勤奮謙遜的 工作態(tài)度，以及忘我的工作精神是我終身的學(xué)習(xí)楷模，導(dǎo)師對(duì)我耐心的指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求使我的學(xué)習(xí)有了不斷提高和許多收獲，并將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的工作中克服困難，迎接挑戰(zhàn)。 20 參考文獻(xiàn) [1]通過(guò)搜索引擎搜索關(guān)鍵字： IGBT PWM 逆變 [2]趙同賀， 開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 /電能變換與應(yīng)用叢書 [M]，北京：人民郵電出版社， 2020年 3月 ,210 [3]黃智偉，王彥 .全國(guó)大學(xué)生電子 設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020年，8694 [4]潘琢金，孫德龍，夏秀峰 .C8051F單片機(jī)應(yīng)用解析 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020年， 2330 [5]趙莉。輸出正弦 信號(hào)。反向 PWM 模式則正好相反。比較匹配發(fā)生時(shí)， OC1x 中斷標(biāo)志將被置位。最小分辨率為 2比特 15 (ICR1 或 OCR1A 設(shè)為 0x0003)，最大分辨率為 16 位 (ICR1 或 OCR1A 設(shè)為 MAX)。從而能夠得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)。 當(dāng)引腳配置為輸入時(shí)，若 PORTxn 為 1“，上拉電阻將使能。 主程序 圖 51 總體流 程圖 14 總體程序流程圖如圖 51所示。接著選擇調(diào)試平臺(tái)， AVR Studio 4軟件可以讓客戶選擇多種開發(fā)調(diào)試工具。 13 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) AVR軟件開發(fā)工具的介紹 AVR軟件開發(fā)工具有很多，包括 AVR STUDIO IAR、 AtmanAvr等。圖 44(b)為濾波器的單相等效電路。 S1S2S3S4D1D2D3D4調(diào)制電路調(diào) 制 波載 波UrUcU g e 1U g e 2U g e 3U g e 4 L RLCUoE 圖 43 單相橋式電壓型逆變電路 設(shè)負(fù)載為阻感負(fù)載，工作時(shí) S1和 S2的通斷狀態(tài)互補(bǔ)， S3和 S4的通斷狀 態(tài)也互補(bǔ)。但是，為了保證 IGBT在集電極、發(fā)射極電壓上出現(xiàn) dv/dt噪聲時(shí)仍保持關(guān)斷，必須在柵極上施加一個(gè)反向關(guān)斷偏壓，采用反向偏壓還減少了關(guān)斷損耗。當(dāng)調(diào)制信號(hào)不是正弦波時(shí)，也能得到與調(diào)制信號(hào)等效的 PWM波形。逆變器的輸出電壓為 PWM波形時(shí)，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。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。 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(duì)晶閘管而言。 (2)電網(wǎng)換流。上面是 S1S4均為理想開關(guān)時(shí)的分析，實(shí)際電路的工作過(guò)程要復(fù)雜一些。這就是逆變電路的最基本的工作原理。 ②當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流故障信號(hào)時(shí)，立即將柵壓降到某一電平，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，在定時(shí)器到達(dá)設(shè)定值之前，若故障消失，則柵壓又恢復(fù)到正常工作值；若定時(shí)器到達(dá)設(shè)定值時(shí)故障仍未消除，則把柵壓降低到零。 導(dǎo)通壓降：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻 Ron減小，使通態(tài)壓降減小。 該電子為 P+NPN+晶體管。 系統(tǒng)整體框 圖 經(jīng)過(guò)細(xì)致的分析與論證，我將本系統(tǒng)的細(xì)化，分為幾個(gè)簡(jiǎn)單的模塊，再將各個(gè)模塊進(jìn)行統(tǒng)籌結(jié)合。在驅(qū)動(dòng)電路中主要研究 IGBT的飽和導(dǎo)通和截止兩個(gè)狀態(tài)，使其 4 開通上升沿和關(guān)斷下降沿都比較陡峭。 2）由于流過(guò) IGBT的電流是通過(guò)其它電路檢測(cè)來(lái)完成的，而且僅僅檢測(cè)流過(guò) IGBT的電流，這就有可能對(duì)于 IGBT的使用效率產(chǎn)生一定的影響，比如 IGBT在安全工作區(qū)時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)的提前保護(hù)等。 對(duì) IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，我們考慮了兩種方案。 [3] 對(duì)用于產(chǎn)生 PWM波形的單片機(jī)，我們考慮了兩種方案： 方案一： 采用 AT89C51作為產(chǎn)生 PWM波形的方案。電源技術(shù)發(fā)展到今天，已融匯了電子、功率集成、自動(dòng)控制、材料、傳感、計(jì)算機(jī)、電磁兼 容、熱工等諸多技術(shù)領(lǐng)域的精華，已從多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科成長(zhǎng)為獨(dú)樹一幟的功率電子學(xué)。電源技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了幾個(gè)階段：由磁放大式到硅二極管整流式，再到可控硅（晶體管）整流式，直到發(fā)展到逆變式（開關(guān)式）。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 2020 屆 題 目 基于 IGBT 的 DCAC 變換器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 論文字?jǐn)?shù) 12020 完成日期 2020 年 5 月 6 日 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 I 基于 IGBT 的 DCAC 變換器設(shè)計(jì) 摘 要： 本文主要論述了基于單片機(jī)控制逆變穩(wěn)壓電源的基本原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)過(guò)程。 電源是電力電子技術(shù)的主要領(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(lái)越廣泛的應(yīng)用。 [1] 基于 IGBT的 DCAC變換器的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)在越來(lái)越復(fù)雜的電子設(shè)備對(duì)電源提出了各種各樣的負(fù)載要求，一個(gè)特定用途的電源，應(yīng)具有特定的負(fù)載性能要求和特性，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)具備安全可靠、高效、高功率因數(shù)、低噪音的特點(diǎn)，另外，無(wú)電磁干擾、無(wú)電網(wǎng)污染、省電節(jié)能也是我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考慮的設(shè)計(jì)要求。 3 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 為了能夠設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的變換器，我們分別對(duì)用于產(chǎn)生 PWM波形的單片機(jī)選型、 IGBT的驅(qū)動(dòng)電路、 IGBT的保護(hù)、輸出信號(hào)的過(guò)濾等進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì)與論證。 綜合上述兩種方案，方案二較為理想，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 [5] TLP250使用特點(diǎn)： 1） TLP250輸出電流較小，對(duì)較大功率 IGBT實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要外加功率放大電路。 IGBT與普通晶體三極管一樣，可工作在線性放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)，其主要作為開關(guān)器件應(yīng)用。 綜合整體考慮，我們采用簡(jiǎn)單可靠的方案二。 [6] IGBT的工作原理： N溝道 IGBT通過(guò)在柵極－發(fā)射極間加閾值電壓 UTH以上的（正）電壓，在柵極電極正下方的 P層上形成反型層（溝道），開始從發(fā)射極電極下的 N－ 層注入電子。 [7] 導(dǎo)通： UGE大于開啟電壓時(shí)， MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流， IGBT導(dǎo)通。只要檢測(cè)出過(guò)流信號(hào)，就在 2us內(nèi)迅速撤除柵極信號(hào)。這樣，就把直 流電變成交流電，改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。 S S3斷開， S S4閉合時(shí)的情況類似。利用全控型電力電子器件自身具有的關(guān)斷能力進(jìn)行換流，稱為器件換流。 脈沖換流有脈沖電壓換流和脈沖電流換流兩種。 阻感負(fù)載是需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。 根據(jù)采樣控制理論，脈沖頻率越高， PWM波形便越接近正弦波。當(dāng)調(diào)制信號(hào)是正弦波時(shí)，所得到的便是 PWM波形。當(dāng)柵極電壓為零時(shí)， IGBT處于斷態(tài)。電源的最大峰值電流 IGPK為 ： )/( gGECPK RUI ??? 電源的平均功率 PW為： sGGEW fQUP ???? IGBT轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 圖 43是采用 IGBT作為開關(guān)器件的單相橋式電壓型逆變電路。 [12] 濾波器電路的設(shè)計(jì) 最簡(jiǎn)單也是最常用的變頻器輸出濾波器是由 LRC組成低通濾波器，如圖 44(a)。 因此，濾波器設(shè)計(jì)就是把式 (5)、 (10)作為約束條件，式 (11)~(13)為目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。然后配置項(xiàng)目參數(shù)，這個(gè)步驟包括選擇我們要?jiǎng)?chuàng)建什么類型的項(xiàng)目，設(shè)定名稱以及存放的路徑。 [14] 軟件程序 PWM波形的產(chǎn)生是在單片機(jī)中，由于要求精度高，因此單片機(jī)采集數(shù)據(jù)的速度要快，這樣才能降低輸出波形的失真程度，同時(shí)也可以減小 IGBT的發(fā)熱程度。 PINn：從引腳讀輸入信號(hào)，無(wú)論 DDRn為何值，都可以通過(guò) x＝ PINn獲得端口 n 的外部電平。 定時(shí)器的初始化是為了使得單片機(jī)能夠精確采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)在輸出 PWM波時(shí)的頻率穩(wěn)定，并按照一定的頻率在兩個(gè)輸出口輸出 PWM波。 相位與頻率修正 PWM 模式的 PWM 分辨率可由 ICR1 或 OCR1A 定義。 TCNT1 斜坡上的短水平線表示 OCR1x 和 TCNT1 的匹配比較。在普通 PWM模式下，若 OCR1x 等于 BOTTOM，輸出一直保持為低電平；若 OCR1x 等于 TOP，則輸 出保持為高電平。 測(cè)試系統(tǒng)的最終輸出波形如圖 62所示。 由于在實(shí)際中沒(méi)能買到功率大的電阻，因此如果輸出功率較大時(shí)，濾波電路中的電阻會(huì)發(fā)燙，所以要用在實(shí)際中，必須更換大功率的電阻。 22 致 謝 本文是在我的導(dǎo)師李英輝老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 DDRC = 0x0。 //}}WIZARD_MAP(Global interrupt) 26 while(1) { // TODO: Add your code here wdt_reset()。 // OCR1A = 0x0055。 TCCR2 = 0x00。 sbi(PORTD,D