数字化控制DCAC正弦波电源Word下载.docx
- 文档编号:15738996
- 上传时间:2022-11-15
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:757.93KB
数字化控制DCAC正弦波电源Word下载.docx
《数字化控制DCAC正弦波电源Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字化控制DCAC正弦波电源Word下载.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.1单向电压源高频链逆变器设计方案6
2.1.1DC/DC变换器7
2.1.2DC/AC逆变器9
2.2逆变系统控制方式10
2.2.1脉宽调制(PWM)基本原理10
2.2.2SPWM的实现方法12
2.2.3SPWM的控制方式14
3硬件电路的设计15
3.1前级DC/DC控制电路的设计15
3.2后级DC/AC控制电路的设计17
3.3功率开关管以及二极管的选择19
3.3.1前级功率开关管的选择19
3.3.2前级功率开关管的选择20
3.3.3后级功率开关管的选择20
3.4驱动电路的设计21
3.5滤波电路的设计23
3.5.1前级输出滤波设计23
3.5.2后级输出滤波设计24
3.6保护电路的设计26
3.6.1功率开关管的保护26
3.6.2电路短路和过载的保护26
3.6.3电池欠电压26
4系统软件设计27
5仿真与实验结果28
5.1EDA简介28
5.2仿真电路图29
5.3单极性SPWM控制的全桥式逆变电路仿真29
5.4实验结果30
6参考文献31
数字化控制DC/AC正弦波电源
XXOO学院自动化专业XXX(XXXXXXX)
指导老师:
XXX(讲师)
摘要:
随着电子技术的不断发展电子产品的在不断的更新,电子产品的出现在很大程度上方便了我们的生活,但是市场上的电子产品大多数都是需要交流电供电。
然而在某些场合下没有交流电源只有直流电源,这时就需要将直流电转换为交流电以供电子设备的使用。
所以我们需要能将直流电能转换为交流电能的装置,这种装置就是逆变器。
通俗的讲,逆变器是一种将直流电转化为交流电的设备。
它由逆变桥、控制逻辑、滤波电路和一些元件保护电路组成。
大多数逆变器比较多的采用的是脉宽调制技术(PWM),其核心部分就是一个PWM集成控制器。
不仅如此单片机的控制作用也在逆变器中起到很大的作用,基于单片机的逆变器不仅使逆变器简单化同时也有一定的智能化,通过修改程序,可以满足不同要求的控制。
整个过程中采用电路软件仿真对设计进行模拟仿真,为实现正弦波电源,采用SPWM控制方法对逆变器进行控制,并且对结果进行分析和研究。
仿真的设计结果表明利用单片机控制的电源适应性广泛,能够满足普通的需求。
关键词:
DC/AC;
PWM;
SPWM;
单片机;
逆变器
DigitalcontrolDC/ACsinewavepower
Instructor:
Wangzhe(Lecturer)
(HuangshanUniversityAutomationBianWanxi(21006061001))
Abstract:
Withthecontinuousdevelopmentofelectronictechnologyelectronicproductsconstantlyupdated,theemergenceofelectronicproductstoalargeextentfacilitatedourlives,butthemajorityofelectronicproductsonthemarketaretheneedACpowersupply.However,noACpowersupplyinsomecasesonlyaDCpowersupply,thenyouneedtoconvertDCtoACforuseofelectronicdevices.SoweneedtobeabletoconvertDCtoACelectricalenergy,thedeviceisaninverter.Popularspeaking,theinverterisadirectcurrentintoalternatingcurrentequipment.Itconsistsofinverterbridgecontrollogic,someelementsofthefiltercircuitandtheprotectioncircuit.Mostoftheinverterusesarelativelylargenumberofpulsewidthmodulation(PWM),whichisacorepartoftheintegratedPWMcontroller.Moreovermicrocontrollerinvertercontrolactionalsoplayedasignificantrole,notonlybasedonsingle-chipinverterinvertersimplificationalsohavesomeintelligence,bymodifyingtheprogramtomeetthedifferentrequirementsofcontrol.Throughouttheprocessusingcircuitsimulationsoftwarefordesignsimulation,fortherealizationofsinewavepower,usingSPWMcontrolmethodforcontrollingtheinverter,andtheresultswereanalyzedandstudied.DesignSimulationresultsshowthattheuseofawiderangeofmicroprocessorcontrolledpoweradaptabilitytomeetcommonneeds.
Keywords:
DC/AC、PWM、SPWM、SCM、inverters
1引言
1.1简述逆变技术
电力电子技术对我国的工业自动化、交通运输、城市供电、节能和环保等的发展起到了巨大的推动作用。
在电力电子技术中,逆变技术又是最主要、最核心的技术,逆变技术能有效的将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电能,并可与电网并网发电来提供更好的电力保障,而且在新世纪的新能源开发方面更有着长远的意义。
不仅如此现逆变技术涉及半导体功率集成器件及其应用、功率变换技术和逆变控制技术,逆变器就是通过半导体功率开关器件开通和关断作用,实现逆变的电能转换装置。
因此,逆变技术有着至关重要的地位和价值。
1.2现代逆变技术
现代逆变技术涉及到集半导体器件技术、模拟电子技术和数字控制等其它的一些技术,准确的说现代逆变技术主要由半导体功率集成器件的应用、逆变控制技术和功率变换技术三方面组成。
1.2.1半导体功率集成器件的发展
半导体功率器件,以前也被称为电力电子器件,简单来说,就是进行功率处理的,典型的功率处理,包括变频、变压、变流、功率管理等等。
早期的功率半导体器件多以晶闸管为主SCR,这个期间的特点是功率最大,应用最广。
但是因其工作频率低,效率低,关断电路复杂,功耗大,导致在PWM调制中输出的正弦波不够完善。
如今逆变器中已经基本不再用SCR作为功率开关器件。
70年代期间,可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR及其模块相继实用化。
再加上脉宽调制技术(PWM)的快速发展,这个时期半导体功率器件工作频率高、控制功率小、线路简单,使用方便,因此得到广泛的使用。
在80年代到现阶段,电力电子技术与微电子技术相结合,让高频化的全控器件得以问世,如功率场效应晶体管PowerMOSFET,绝缘门极晶体管IGT或IGST,静电感应晶体管SIT,静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管MCT,MOS晶体管MGT、IEGT以及IGCT等。
由此电力电子技术进入高频化时代。
1.2.2逆变控制技术的发展
随着电力电子器件的不断更新发展,逆变控制技术也在跟随着创新发展。
在电子器件早期年代,PWM脉宽调制技术就已经出现,采用脉宽调制技术(PWM)可以改善输出电压波形,加快电压调节速度,提高系统的动态响应,因此PWM技术在当时也得到了一定的应用,但由于早起传统阶段的电子器件主要以低速器件为主况且SCR又是半控器件,所以在这个时期PWM技术没有得到很大的发展。
然而在70年代由于全控器件的出现,正弦脉宽技术(SPWM)得到了快速发展。
所谓正弦脉宽技术就是把正弦信号作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过调制得到PWM波,因为调制信号为正弦信号,所以此时的PWM波也叫做SPWM波。
在SPWM信号输出端加适当的滤波器就可以恢复出原调制正弦波信号。
通过调节PWM波的占空比和基波频率就可以很方便的调节输出信号的幅度和频率。
近年来随着大功率高频全控开关器件不断出现,逆变器的PWM控制技术不仅得到研究人员的高度重视而且也加速了其更新发展。
当微处理器用于实现PWM控制技术后,现代控制理论的控制方法也在逆变器的PWM控制中得到了应用,现代逆变器的性能也得到了极大的改善。
同时采用了数字电路实现PWM控制,使得逆变器的控制电路简化,稳定性提高,逆变器的数字化控制己成为逆变器发展的主流。
1.2.3功率变换技术的发展
逆变技术发展初期,由于开关管是不能自关断的晶闸管,需要采用负载谐振技术,即RLC谐振技术,在晶闸管导通阶段过后产生一个反向电压来强迫关断晶闸管。
虽然负载谐振变换技术可以实现零电压和零电流开关,并且损耗小,工作频率高,但是负载谐振变换技术有两处不足之处:
其一是RLC谐振,使得开关管的导通电流和关断电压比电路中固定值高出不少,如此就加大了开关管的电流电压定额,进而导致成本的增加。
其二是负载谐振变换一定要选择变频(PFM)工作方式,输出的功率几乎与工作频率成正比。
在要求输出变换范围大、纹波又要求小的逆变装置中,给输出滤波带来了一定的困难。
为了解决负载谐振变换技术的缺点给逆变器产生的影响,随着GTO和GTR等自关断器件的出现和发展,硬开关PWM功率变换技术很快发展起来了。
硬开关变换技术采用固定工作频率,调节开关管导通的占空比即采用脉冲宽度调制(PWM)方式来调节或稳定输出。
硬开关PWM变换技术最大的不足就是开关损耗大、高频工作的效率低.开关频率越高,开关损耗越大,所以不利于逆变器高频化。
同时硬开关过程中,开关管中的电压电流变化很大,导致产生的电磁干扰过于严重,给电磁的兼容性设计带来麻烦。
由于硬开关PWM变换技术有很大不足,PWM软开关逆变技术开始问世,即谐振开关变换技术。
谐振开关变换技术采用谐振型开关进行变换,是一种部分谐振变换过程,也成为准谐振变换技术。
其最大的优点是软开关,开关损耗小,控制合适可使开关损耗为零,可以在高频率工作,是很有前途的功率变换技术。
2数字化控制DC/AC正弦波电源的实现方案
2.1单向电压源高频链逆变器设计方案
单向电压源高频链逆变器有两大组成部分是:
DC/DC变换器和DC/AC逆变器。
在逆变器中前者将低压直流电转换为高压直流电。
后者将前后转换后的高压直流电经过整流和滤波转换为输出所要求的电压。
2.1.1DC/DC变换器
DC
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字化 控制 DCAC 正弦波 电源