【正文】 由此可以確定電感的最大值。輸出噪音電壓 :40uA。 利用 精密基準(zhǔn)電壓源 : (1)、概述 : LM236/LM336 集成電路是精密的并聯(lián)穩(wěn)壓器 ,其工作相當(dāng)于一個(gè)低溫系數(shù)的、動(dòng)態(tài)電阻為 5V 齊納二極管 ,其中的微調(diào)端 (adj)可以使基準(zhǔn)電壓和溫度系數(shù)得到微調(diào)。 圖 19 正弦波脈寬調(diào)制波形 SPWM 規(guī)則采樣原理 三角波為載波 ,正弦波為調(diào)制波 ,設(shè)調(diào)制正弦波的幅值為 Usm,三角載波的幅值為 Utm,則調(diào)制度為 MUsm/Utm,改變 M 得知可以改變輸出脈沖寬度 ,從而調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。將兩路波形送入 LM324 進(jìn)行比較 ,生成 SPWM 波形 ,此時(shí)的 SPWM為雙極性 +12V 波形 ,如附錄一圖 4 所示。 采用方案三的流程圖如下圖圖 21: 圖 21 SPWM 波形實(shí)現(xiàn)流程圖 正弦調(diào)制波的產(chǎn)生是通過查正弦函數(shù)表來完成的。對(duì)于非正弦周期信號(hào) ,我們需要求出 DCAC的輸入功率 Pd, 根據(jù)非正弦周期信號(hào)與正弦周期信號(hào)的有效值定義相同以及平均功率的概念 ,求出輸入功率 Pd。 誤差產(chǎn)生原因及改進(jìn)辦法 系統(tǒng)雖然滿足了指標(biāo)要求 ,但負(fù)載隨著溫度的增加阻值有一定的變化 ,另外由于器件本身的特 。 (2) 觀察負(fù)載端輸出的波形 ,查看其頻率、幅值、失真度等參數(shù) ,并記錄相關(guān)波形。在需要時(shí) ,按照相位與地址一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系從表中依次讀出即可。 方案三 :利用 SOPC 直接生成 SPWM: 利用 ALTERA 公司的 cyclone II EP2C35F672C6 系統(tǒng)板直接生成 SPWM 波形 ,如附錄一圖 5 所示。 由圖 1 可知 ,各脈沖的寬度雖然不同 ,但是中心距是相同的 ,正好等于三角載波的周期。 上圖 16 中 ,10kΩ電位器的上、下端各串聯(lián)兩個(gè)硅二極管時(shí) ,可以改善溫度系數(shù)。輸出電阻 :17mΩ 。 通過仿真中進(jìn)一步調(diào)試 ,最終選取濾波電感 。電源內(nèi)阻很小 ,可忽略不計(jì)。 (2)不致過分增加整機(jī)的設(shè)計(jì)容量 ,即濾波電容不會(huì)過多增加功率開關(guān)電流 。也視為輸入電源。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 500W 或更低輸出功率場(chǎng)合下使用 ,同時(shí)它具有抗不平衡能力 ,從而得到廣泛的應(yīng)用。 (4)當(dāng) RSRL30Ω時(shí) ,輸出電壓 uo 的失真度 THD≤ 5%。 3 變頻電源電力電子變換裝置是一個(gè)離散的、耦合的、非線性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。為了使電源系統(tǒng)綠色化 ,電源應(yīng)加裝高效濾波器 ,還應(yīng)在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)校正技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)。輸出電壓的頻率穩(wěn)定性好 。⑤帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時(shí)值反饋控制。④給定電壓與輸出電壓之間的相位差受負(fù)載影響較大 ,在三相電源中 ,三相輸出之間的相差不易滿足 120176。 IGBT 逆變電源已成為中小型逆變電源的主流?？煽毓枘孀冸娫吹某霈F(xiàn)雖然可以取代旋轉(zhuǎn) 型變流機(jī)組 ,但由于 SCR 是一種沒有自關(guān)斷能力的器件 ,因此必須增加換流電路來強(qiáng)迫關(guān)斷 SCR,但換流電路復(fù)雜、噪聲大、體積大、效率低等原因卻限制了逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展。尤其其中的逆變技術(shù) ,它的作用是從市電電網(wǎng)上得到已遭污染的定壓定頻交流“粗電能” ,或從蓄電池、太陽能電池、燃料電池等得到的電能質(zhì)量比較差的直流原始電能 ,變換成電能質(zhì)量較高、較能滿足用戶負(fù)載對(duì)電壓和頻率要求的交流電能。相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)逆變電源的輸出電壓波形特性也隨之提出了越來越高的要求 , 因?yàn)殡娫吹妮敵霾ㄐ钨|(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全和可靠性指標(biāo)。該電源以 18 V直流電壓為輸入 ,通過升壓環(huán)節(jié)與 SPWM逆變環(huán)節(jié) ,得到了設(shè)定頻率 與電壓的優(yōu)質(zhì)正弦交流電。逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進(jìn)行電能變換的裝置。本論文敘述的就是一種基于 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的 SPWM 逆變電源。 六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件及解決的 辦法需要單片機(jī) ,微機(jī)以及一些相關(guān)的電子元器件等設(shè)備 七、工作的主要階段、進(jìn)度和時(shí)間安排 ~ :撰寫開題報(bào)告 ~:做外文翻譯 ~:理論了解及實(shí)際操作 ~:撰寫論文 ~: 論文修改和定稿 后 :審查 ,做好答辯準(zhǔn)備 ,答辯 八、指導(dǎo)教師的審查意見 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文指導(dǎo)教師審查意見 學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)題目 指導(dǎo)教師職 稱評(píng)審日期 評(píng)審參考內(nèi)容 :畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果 ,難度及工作量 ,質(zhì)量和水平 ,存在的主要問題與不足?？紤]到成本和體積 , 擬采用 Lc 單級(jí)濾波器作為濾波部分 。這一能量轉(zhuǎn)換、傳遞的過程通常表示為 AC DC?AC。 ,由于逆變器工作頻率高 ,控制速度快 ,對(duì)保護(hù)信號(hào)反應(yīng)快 ,從而增加了系統(tǒng)的可靠性。 ,控制性能好 ,電氣性能指標(biāo)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(dòng)態(tài)響應(yīng)或者說動(dòng)態(tài)特性好 ,表現(xiàn)為 :對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)的適應(yīng)能力強(qiáng) ,負(fù)載效應(yīng)好 ,啟動(dòng)沖擊電流小 ,超調(diào)量小 ,恢復(fù)時(shí)間快 ,輸出穩(wěn)定 ,紋波小。再由 LC 濾波器濾成正弦波。(4)濾波器體積、重量小、成本低。此方案簡(jiǎn)單 ,易于控制 ,而且載波比可調(diào)。 隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展 ,以 SPWM 控制方式設(shè)計(jì)的逆變電源越來越受到青睞。逆變電源是結(jié)合二者的產(chǎn)物 ,它的作用是把從電網(wǎng)上得到的質(zhì)量較差的恒頻恒壓交流電能或者直流蓄電池電能 ,太陽能電池能等變換為電能質(zhì)量較高的 ,輸出電壓和頻率穩(wěn)定的交流電能 ,提供給交流電機(jī)的傳動(dòng)、變頻電源、有源濾波器和電網(wǎng)無功補(bǔ)償器等使用。本論文敘述的就是一種基于 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的 SPWM 逆變電源。逆變電源廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、鐵路交通、郵電通信等諸多領(lǐng)域。在這個(gè)世紀(jì)里 ,節(jié)省能源與開發(fā)新能源 ,提高燃料的利用率與減少燃料產(chǎn)生的污染已成為必須要解決的重要課題。 第一代逆變電源是采用晶閘管 SCR 作為逆變器的開關(guān)器件 ,稱為可控硅逆變電源。在自關(guān)斷器件當(dāng)中 ,IGBT 以其開關(guān)頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動(dòng)功率小、模塊的電壓電流等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)已成為中小功率逆變器的首選器件。之所以出現(xiàn)這種情況 ,是因?yàn)橄到y(tǒng)中僅存在電壓平均 值或有效值反饋 ,而沒有瞬時(shí)值反饋 。④單一的電壓瞬時(shí)值控制 。電壓調(diào)制量小 。 5 綠色化 綠色電源的含義有兩層 :首先是顯著節(jié)電 ,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約 ,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因。 2 變頻電源輸出濾波器對(duì)系統(tǒng)的模型影響很大 ,輸入電壓的波動(dòng)幅值和負(fù)載的性質(zhì) ,大小的變化范圍往往比較大 ,這些都增加了控制對(duì)象的復(fù)雜性 ,使得控制對(duì)象模型的高階性、不確定性、非線性顯著增加。 (3)當(dāng) RSRL30Ω時(shí) ,DCAC 變換器的效率≥ 60%。在驅(qū)動(dòng)電 壓的輪流開關(guān)的作用下 ,半橋電路兩只晶體管交替導(dǎo)通和截止 ,它們?cè)谧儔浩?T 原邊產(chǎn)生高壓開關(guān)脈沖 ,從而在副邊感應(yīng)出交變的方波脈沖 ,實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換。同時(shí) ,系統(tǒng)的負(fù)載類型不定 ,考慮到環(huán)節(jié)的負(fù)載效應(yīng) ,將負(fù)載的擾動(dòng)電流 I。 開關(guān)管和二極管的選擇 1 開關(guān)管的選擇 最大輸出情況下 ,電流有效值為 1 開關(guān)管額定電流 2 開關(guān)管額定電壓 3 2 二極管的選擇 額定電壓 4 最大允許的均方根正向電流 5 二極管的額定電流為 6 并聯(lián)電容的選取 在功率因數(shù)為 1 的情況下 ,等效的濾波電路的負(fù)載電阻為 7 周期為 8 則電容為 濾波電路的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)濾波器的時(shí)候 ,應(yīng)主要考慮一下的類容 : (1)輸入電流和輸出電壓的 THD 或單次諧波含量均應(yīng)降低到允許的范圍 。為 LC 輸入濾波器的諧振角頻率。在由電流最大紋波的限制 ,可得到電感量的最小值 ,通過這兩個(gè)約束條件可計(jì)算出 L 的范圍。紋波抑制比 :78dB。它的典型性能 有 :可調(diào)范圍是 :4V6V 低溫度系數(shù)動(dòng)作電流范圍 : (2)、典型應(yīng)用電路 : 圖 15 圖 16 上圖 15 是 LM336 系列的基本應(yīng)用電路 ,圖中的 10kΩ電位器可用來調(diào)節(jié)擊穿電壓而不影響器件的溫度系數(shù)。若 Utm 取值為 1,則正弦調(diào)制波 Us可用下式計(jì)算 UsMsinw1t 其中 w12π f1 ,為正弦調(diào)制波的角頻率。 方案二 :基于 EPROM 的數(shù)字式 SPWM 調(diào)制器的方案。在 SOPC 芯片內(nèi)部開辟了一塊 ROM 區(qū)域 ,將離散時(shí)間正弦波幅值存入其中。 非周期正弦信號(hào)有效值與平均功率 : 系統(tǒng)測(cè)試步驟與儀器 測(cè)試步驟 (1) 觀察控制器輸出的 SPWM信號(hào) ,符合要求后再接入 60V直流穩(wěn)壓電壓和負(fù)載 ,通過萬用表測(cè)試 Ud 、 Id、 Uo I o1 的參數(shù)并記錄