單相半橋無(wú)源逆變器設(shè)計(jì)

1、電氣與電子信息工程學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目： 單相半橋無(wú)源逆變電路設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化 2010（專升本）班 學(xué)學(xué)號(hào)：號(hào)： 8 姓姓 名：名： 朱 勇 同同 組組 人：人： 嚴(yán)康 孫希凱 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 南光群 黃松柏 設(shè)計(jì)時(shí)間：設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011/11/132011/11/21 設(shè)計(jì)地點(diǎn)：設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 電力電子室 電力電子 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 朱 勇學(xué) 號(hào)8 課程設(shè)計(jì)題目： 單相半橋無(wú)源逆變電路設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄： 1、單相半橋無(wú)源逆變電路的原理是什么？ 答：見(jiàn)圖 1.2。在一個(gè)周期內(nèi)

2、，電力晶體管 T1 和 T2 的基極信號(hào)各有半周正偏， 半周反偏，且互補(bǔ)。若負(fù)載為阻感負(fù)載，設(shè) t2 時(shí)刻以前，T1 有驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通，T2 截止。t2 時(shí)刻關(guān)斷的 T1，同時(shí)給 T2 發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)。由于感性負(fù)載中的電流 i。不 能立即改變方向，于是 D2 導(dǎo)通續(xù)流。t3 時(shí)刻 i。降至零，D2 截止，T2 導(dǎo)通，i。 開(kāi)始反向增大。在 t4 時(shí)刻關(guān)斷 T2，同時(shí)給 T1 發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，由于感性負(fù)載中的電 流 i。不能立即改變方向，D1 先導(dǎo)通續(xù)流；t5 時(shí)刻 i。降至零， T1 導(dǎo)通。 2、將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電路稱為逆變電路，根據(jù)交流電的用途可分為哪幾類？ 答：有源逆變和無(wú)源逆變。 成績(jī)?cè)u(píng)

3、定依據(jù)： 課程設(shè)計(jì)考勤情況（20）： 課程設(shè)計(jì)答辯情況（30）： 完成設(shè)計(jì)任務(wù)及報(bào)告規(guī)范性（50）： 最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定） 指導(dǎo)教師簽字： 2011 年 12 月 20 日 電力電子課程設(shè)計(jì)電力電子課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2011 2012 學(xué)年 第 1 學(xué)期 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 朱朱 勇勇 專業(yè)班級(jí)專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化 20102010 專升本專升本 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：南光群、黃松柏南光群、黃松柏 工作部門：工作部門：電氣學(xué)院電氣自動(dòng)化教研室電氣學(xué)院電氣自動(dòng)化教研室 一、課程設(shè)計(jì)題目：一、課程設(shè)計(jì)題目： 1. 單相橋式晶閘

4、管整流電路設(shè)計(jì) 2. 三相半波晶閘管整流電路設(shè)計(jì) 3. 三相橋式晶閘管整流電路設(shè)計(jì) 4. 降壓斬波電路設(shè)計(jì) 5. 升壓斬波電路設(shè)計(jì) 6. 單相半橋無(wú)源逆變電路設(shè)計(jì) 7. 單相橋式無(wú)源逆變電路設(shè)計(jì) 8. 單相交流調(diào)壓電路設(shè)計(jì) 9. 三相橋式 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 根據(jù)具體設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，能獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案論證和電路設(shè)計(jì)， 要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整； 2. 學(xué)會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)； 3. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，參考畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（5000 字以上） 。 注：詳細(xì)要求和技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)附錄

5、。 三、進(jìn)度安排三、進(jìn)度安排 1時(shí)間安排 序 號(hào)內(nèi) 容學(xué)時(shí)安排（天） 1方案論證和系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 2主電路設(shè)計(jì)1 3保護(hù)電路設(shè)計(jì)1 4驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)1 5設(shè)計(jì)答辯1 合 計(jì)5 設(shè)計(jì)指導(dǎo)答辯地點(diǎn)：電力電子室 2執(zhí)行要求 電力電子課程設(shè)計(jì)共9個(gè)選題，每組不得超過(guò)6人，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)力完 成所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主電路、控制電路等詳細(xì)的設(shè)計(jì)（包括計(jì)算和器件選型） 。嚴(yán)禁抄襲，嚴(yán)禁 兩篇設(shè)計(jì)報(bào)告基本相同，甚至完全一樣。 四、基本要求四、基本要求 （1）參考畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求的格式書寫，所有的內(nèi)容一律打??； （2）報(bào)告內(nèi)容包括設(shè)計(jì)過(guò)程、電路元件參數(shù)的計(jì)算、系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析； （3）要有完整的主電路原理圖和控

6、制電路原理圖； （4）列出主電路所用元器件的明細(xì)表。 （5）參考文獻(xiàn) 五、課程設(shè)計(jì)考核辦法與成績(jī)?cè)u(píng)定五、課程設(shè)計(jì)考核辦法與成績(jī)?cè)u(píng)定 根據(jù)過(guò)程、報(bào)告、答辯等確定設(shè)計(jì)成績(jī)，成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格、不及格五等。 評(píng)定項(xiàng)目 基本內(nèi)涵分值 設(shè)計(jì)過(guò)程 考勤、自行設(shè)計(jì)、按進(jìn)度完成任務(wù)等情況20 分 設(shè)計(jì)報(bào)告 完成設(shè)計(jì)任務(wù)、報(bào)告規(guī)范性等情況50 分 答 辯回答問(wèn)題情況30 分 90100 分：優(yōu)；8089 分：良；7079 分：中；6069 分，及格；60 分以下：不及 格 六、課程設(shè)計(jì)參考資料六、課程設(shè)計(jì)參考資料 1 王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 2 王文郁.電力電子

7、技術(shù)應(yīng)用電路.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 3 李宏.電力電子設(shè)備用器件與集成電路應(yīng)用指南.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 4 石玉、栗書賢、王文郁.電力電子技術(shù)題例與電路設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，1999 5 趙同賀等.新型開(kāi)關(guān)電源典型電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 指導(dǎo)教師：南光群、黃松柏 2011 年 10 月 8 日 教研室主任簽名：胡學(xué)芝胡學(xué)芝 2011 年 10 月 9 日 摘要摘要 電力電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，交通運(yùn)輸，空間技術(shù)，國(guó)防 現(xiàn)代化，醫(yī)療，環(huán)保和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。進(jìn)入新世紀(jì)后電力電子技術(shù) 的應(yīng)用更加廣泛。以計(jì)算機(jī)為核心的信息

8、科學(xué)將是 21 世紀(jì)起主導(dǎo)作用的科學(xué)技 術(shù)之一，有人預(yù)言，電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制一起，將和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同成為 未來(lái)科學(xué)的兩大支柱。 電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。具體地說(shuō)，就是使用電力電 子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。通常把電力電子技術(shù)分為電力電子制造 技術(shù)和變流技術(shù)兩個(gè)分支。 變流技術(shù)也稱為電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)，它包括用電力電子器件構(gòu)成各 種電力變換電路和對(duì)這些電路進(jìn)行控制的技術(shù)，以及由這些電路構(gòu)成電路電子 裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。 “變流”不僅指交直流之間的交換，也包括直流變 直流和交流變交流的變換。 如果沒(méi)有晶閘管及電力晶體管等電力電子器件，也就沒(méi)有電力電子技術(shù)， 而電

9、力電子技術(shù)主要用于電力變換。因此可以認(rèn)為，電力電子器件的制造技術(shù) 是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，而變流技術(shù)則是電力電子技術(shù)的核心。電力電子器件 制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理，而變流技術(shù)的理論基礎(chǔ)是電路理論。 將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電路稱為逆變電路，根據(jù)交流電的用途可分為有 源逆變和無(wú)源逆變。 本課程設(shè)計(jì)主要介紹單相半橋無(wú)源逆變電路。 關(guān)鍵詞：整流、無(wú)源逆變、晶閘管 Abstract The application of power electronics technology has penetrated into the national economic construction, transp

10、ortation, space technology, the modernization of national defense, medical, environmental protection and people in all areas of daily life. After entering the new century electric power electronic technology is used more and more widely. Take the computer as the core information science will be twen

11、ty- first Century played a dominant role in the science and technology one, somebody is fatidical, power electronics and motion control and computer technology together, will become the two pillars of the future science. The power electronic technology is applied in power electronics technology. Spe

12、cifically, is the use of power electronic devices for power conversion and control technology. Usually the power electronic technology is divided into power electronics manufacturing technology and variable flow technology in the two branch. Converter technology is also known as the application of p

13、ower electronic devices technology, it involves the use of power electronic devices of various electric power conversion circuit and the circuit control technology, as well as by the circuit circuit, electronic device and power electronic systems technology. Flow refers not only to the exchange betw

14、een the AC and DC, including DC DC and AC AC converter. If there is no thyristor and power transistors and power electronic devices, there is no power electronic technology, power electronic technology is mainly used for power converter. It can therefore be considered, the power electronic device ma

15、nufacturing technology is the power of electronic technology foundation, and converter technology is the core of power electronic technology. Manufacture technique of power electronic device is based on the theory of semiconductor physics, and converter technology is based on the theory of circuit t

16、heory. Changing DC into AC circuit called the inverter circuit, according to current use can be divided into active and passive inverter inverter. This course is designed to introduce a single-phase half-bridge passive inverter circuit. Key words: passive inverter, rectifier, thyristor 目錄目錄 第一章第一章 系

17、統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).1 1 1.1 系統(tǒng)方案 .1 1.2 系統(tǒng)工作原理 .1 第二章第二章 硬件電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算硬件電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算.3 3 2.1 系統(tǒng)硬件連接圖 .3 2.2 整流電路設(shè)計(jì)方案 .3 2.2.1 整流變壓器的參數(shù)運(yùn)算.3 2.2.2 整流變壓器元件選擇.4 2.3.3 整流電路保護(hù)元件的選用.5 2.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案 .6 2.2.1 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的基本驅(qū)動(dòng)性能 .6 2.2.2 驅(qū)動(dòng)電路.7 2.3 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)方案.8 第三章第三章 MATLABMATLAB 仿真仿真 .9 9 3.1 建立仿真模型 .9 3.2 仿真結(jié)果分析 .10 小結(jié)小結(jié).111

18、1 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1212 附錄一：元器件清單附錄一：元器件清單.1313 第一章第一章 系統(tǒng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 1.1 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)方案如圖 1.1 所示，在電路原理框圖中，交流電源、整流、濾波和 半橋逆變電路四個(gè)部分構(gòu)成電路的主電路，驅(qū)動(dòng)電源和驅(qū)動(dòng)電路兩部分構(gòu) 成指揮主電路中逆變橋正確工作的控制電路。其中，交流電源、整流、濾 波三個(gè)部分的功能分別由交流變壓器、全橋整流模塊和兩個(gè)串聯(lián)的電解電 容實(shí)現(xiàn);半橋逆變電路由半橋逆變和緩沖電路構(gòu)成; 而驅(qū)動(dòng)電源和驅(qū)動(dòng)電路 則需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路的要求進(jìn)行搭建。 圖 1.1 電路原理圖 1.2 系統(tǒng)工作原理 圖 1.2 電壓型半橋逆變電路及其電壓電流

19、波形 在一個(gè)周期內(nèi)，電力晶體管 T1 和 T2 的基極信號(hào)各有半周正偏，半周反 偏，且互補(bǔ)。 若負(fù)載為阻感負(fù)載，設(shè) t2 時(shí)刻以前，T1 有驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通，T2 截止，則 。 2 U U d 0 t2 時(shí)刻關(guān)斷的 T1，同時(shí)給 T2 發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)。由于感性負(fù)載中的電流 i。不能立即改變方向，于是 D2 導(dǎo)通續(xù)流， 。 2 U U d 0 t3 時(shí)刻i。降至零，D2 截止，T2 導(dǎo)通，i。開(kāi)始反向增大，此時(shí)仍然有 。 2 U U d 0 在 t4 時(shí)刻關(guān)斷 T2，同時(shí)給 T1 發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，由于感性負(fù)載中的電流 i。不能立即改變方向，D1 先導(dǎo)通續(xù)流，此時(shí)仍然有； 2 U U d 0 t5 時(shí)刻

20、i。降至零， T1 導(dǎo)通，。 2 U U d 0 第二章第二章 硬件硬件電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 2.1 系統(tǒng)硬件連接圖 單相半橋無(wú)源逆變主電路如圖 2.1 所示 圖 2.1 單相半橋無(wú)源逆變主電路 2.2 整流電路設(shè)計(jì)方案 2.2.1 整流變壓器的整流變壓器的參數(shù)運(yùn)算參數(shù)運(yùn)算 1）變壓器二次側(cè)電壓的計(jì)算 2 U 是一個(gè)重要的參數(shù)，選擇過(guò)低就會(huì)無(wú)法保證輸出額定電壓。選擇過(guò)大又 2 U 會(huì)造成延遲角 加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成 本。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用公式： BA U U d 2 . 11 2 由表查得 A=2.34；取 =0.9； 角考慮 10裕量，則

21、B=cos=0.985 VU150125 985.09.09.0 100 2.11 2 取=140V。 2 U 電壓比 K=/=220/140=1.57。 1 U 2 U 2 ）一次、二次電流、的計(jì)算 1 I 2 I 由 得 R U P 2 0 2 U U d 0 16.7 150 50 P U R 22 0 3A 16.7 50 R U I 0 0 A632I2II 0d2 A82 . 3 57 . 1 6 K I I 2 1 考慮空載電流 取 A4A82 . 3 05 . 1 I1 3）變壓器容量的計(jì)算 ； VA880A4V220 111 IUS ； VA840A6V140 222 IUS

22、 ； VA860VA840880 2 1 )( 2 1 21 ）（SSS 2.2.2 整流變壓器元件選擇整流變壓器元件選擇 1） 整流元件選擇 二極管承受最大反向電壓，考慮三倍裕197V140V2U2U 2DM 量，則，取 600V。該電路整流輸出接有大電容，而且負(fù)594V197V3UTN 載為純電阻性負(fù)載，所以簡(jiǎn)化計(jì)算得 AAId D 36 2 1 2 1 Id AId D 24 . 4 2 1 I 取 15A。AA I I D AVD 8 . 14 57 . 0 24 . 4 2 57 . 1 )25 . 1 ( )( 故選 ZP-15A 整流二極管 4 只，并配 15A 散熱器。 2）

23、濾波電容的選擇 濾波電容一般根據(jù)放電時(shí)間常數(shù)計(jì)算，負(fù)載越大，要求紋波系數(shù)越小， 0 C 電容量越大。一般不作嚴(yán)格計(jì)算，多取 2000以上。因該系統(tǒng)負(fù)載不大，故F 取=2200 0 CF 耐壓按 取 250V。，234VV1565 . 11.5UDM 即選用 2200、250V 電容器。F 3） IGBT 的選擇 因，取 3 倍裕量，選耐壓為 150 以上的 IGBT。由于 IGBT V50 2 U U d 0 是以最大值標(biāo)注，且穩(wěn)定電流與峰值電流間大致為 4 倍關(guān)系，故應(yīng)選用大于 4 倍額定負(fù)載電流的 IGBT 為宜。為此選用 1MBH50-090 型 IGBT。其續(xù)流二極管選 擇與之配套的快

24、速恢復(fù)二極管 EDR60-100。Cl、C2 為 3300uF 電解電容 2.3.3 整流電路保護(hù)元件的選用整流電路保護(hù)元件的選用 1）變壓器二次側(cè)熔斷器選擇 由于變壓器最大二次電流，故選用 10A 熔芯即可滿足要求。應(yīng)選A6I2 用 15A、250V 熔斷器。 2） IGBT 保護(hù)電路的選擇 電容的選擇 1 s C 一般按布線電感磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能能量估算。即 22 11 () 22 boscepo L IC UU 得 2 2 () bo s cepo L I C UU 這里取為電路電壓=3A ；為電感值=14.7mH; 為保證保護(hù)可靠， o I o I b LL cep U 可取稍低

25、于 IGBT 耐壓值為宜，這里取 200V 進(jìn)行計(jì)算；??；V50U0 則=0.0588uF 2 2 () bo s cepo L I C UU 取，耐壓 300V。uF06 . 0 Cs 緩沖電阻的計(jì)算 2 s R 要求 IGBT 關(guān)斷信號(hào)到來(lái)之前，將緩沖電容器所積蓄的電荷放完，以關(guān) 斷信號(hào)之前放電 90%為條件，其計(jì)算公式如下； ，有。 1 6 s s R fC k5Rs 緩沖電路二極管 3 s VD 因?yàn)橛糜诟哳l電路中，故應(yīng)選用快速恢復(fù)二極管，以保證 IGBT s VD 導(dǎo)通時(shí)很快關(guān)斷。 s VD電流額定可按 IGBT 通過(guò)電 流的 0.1 試選， 然后調(diào)試決定。 圖 2.2 IGBT 保

26、護(hù)電路 2.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案 2.2.1 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的基本驅(qū)動(dòng)性能驅(qū)動(dòng)器的基本驅(qū)動(dòng)性能 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動(dòng)脈沖。當(dāng) l IGBT 在硬開(kāi)關(guān)方式下工作時(shí)，會(huì)在開(kāi)通及關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生較人的損耗。這個(gè)過(guò) 程越長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)損耗越大。器件工作頻率較高時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)大大超過(guò) IGBT 通態(tài) 損耗，造成管芯溫升較高。這種情況會(huì)大大限制 IGBT 的開(kāi)關(guān)頻率和輸出能力， 同時(shí)對(duì) IGBT 的安全工作構(gòu)成很大威脅。IGBT 的開(kāi)關(guān)速度與其柵極控制信號(hào)的 變化速度密切相關(guān)。IGBT 的柵源特性顯非線性電容性質(zhì)，因此驅(qū)動(dòng)器須具有足 夠的瞬時(shí)電流吞吐能力，才能使 IGBT

27、 柵源電壓建立或消失得足夠快，從而使開(kāi) 關(guān)損耗降至較低的水平。另一方面，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)阻也小能過(guò)小，以免驅(qū)動(dòng)回路的 雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩。同時(shí)，過(guò)短的開(kāi)關(guān)時(shí)間也會(huì)造成回路過(guò) 高的電流尖峰，這既對(duì)主回路安全不利，也容易在控制電路中造成干擾。 能向 IGBT 提供適當(dāng)?shù)恼驏艠?lè)。IGBT 導(dǎo)通肝的管壓降與所加?xùn)旁措?2 壓有關(guān)，在集射電流一定的情況下，Vge 越高，Vce 越低，器件的導(dǎo)通損耗就越 小，這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是，Vge 井非越高越好，Vge 過(guò)大， 負(fù)載短路時(shí) Ic 增大，ILBT 能承受短路電流的時(shí)間減少，對(duì)安全不利，一但 發(fā)生過(guò)流或短路，柵壓越高，則電流幅值越

28、高，IGBT 損壞的可能性就越大。因 此，在有短路程的設(shè)備中 Vge 應(yīng)選小些，一般選 1215V。 在關(guān)斷過(guò)程中，為盡快抽取 PNP 管中的存儲(chǔ)電荷，能向 IGBT 提供足夠 3 的反向柵壓。考慮到在 IGBT 關(guān)斷期間，由于電路中其他部分的工作，會(huì)在柵極 電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號(hào)，這些信號(hào)輕則會(huì)使本該截止的 IGBT 處于微通狀 態(tài)，增加管了的功耗，重則將使裂變電路處于短路直通狀態(tài)，因此，最好給應(yīng) 處于截止?fàn)顟B(tài)的 IGBT 加一反向柵壓(515V)，使 IGBT 在柵極出現(xiàn)開(kāi)關(guān)噪聲時(shí) 仍能可靠截止。 有足夠的輸入輸出電隔離能力。在許多設(shè)備中，IGBT 與工頻電網(wǎng)有直 4 接電聯(lián)系，而控制

29、電路一般不希望如此。另外，許多電路中的 IGBT 的工作電位 差別很大，也不允許控制電路與其直接藕合。因此驅(qū)動(dòng)器具有電隔離能力可以 保證設(shè)備的正常工作，也有利于維修調(diào)試人員的人身安全。但這種電隔離不應(yīng) 影響驅(qū)動(dòng)信譬的正常傳輸。 具有柵壓限幅電路，保護(hù)柵極不被擊穿。IGBT 柵極極眼電壓一般為 5 20V，驅(qū)動(dòng)信號(hào)超出此范圍就可能破壞柵極。 輸入輸出信號(hào)傳輸無(wú)延時(shí)。這小儀能夠減少系統(tǒng)響應(yīng)滯后，而且能提高 6 保護(hù)的快速性。 人電感負(fù)載下，IGBT 的開(kāi)關(guān)時(shí)間不能過(guò)分短，以限制 didt 所形成的 7 尖峰電壓，保證 IGBT 的安全。 2.2.2 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路如圖 4，

30、此 IGBT 門極驅(qū)動(dòng)電路采用了光耦合器使信號(hào)電 路與門極驅(qū)動(dòng)電路相隔離。當(dāng)光電耦合器導(dǎo)通時(shí)，V 截止，IGBT 導(dǎo)通。光電 1 V 耦合器截止，V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，IGBT 截止。 2 V 圖 2.3 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路圖 2.3 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)方案 控制電路需要實(shí)現(xiàn)的功能是產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，用于可控制電路中主功率器件 的通斷，通過(guò)對(duì)占空比 的調(diào)節(jié)，達(dá)到控制輸出電壓大小的目的。此外，控制 電路還具有一定的保護(hù)功能。 被實(shí)驗(yàn)裝置的控制電路采用控制芯片 SG3525 為核心組成。芯片的輸入電 壓為 8V 到 35V。它的振蕩頻率可在 100HZ 到 500KHZ 的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在芯片的 CT 端和放

31、電端間串聯(lián)一個(gè)電阻可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間。此外此外，其 軟起動(dòng)電路非常容易設(shè)計(jì)，只需外部接一個(gè)軟起動(dòng)電容即可。 圖 2.4 觸發(fā)電路圖 第三章第三章 MATLAB 仿真仿真 MATLAB軟件語(yǔ)言系統(tǒng)是當(dāng)今流行的第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，由于它在科學(xué)計(jì)算、 數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)建模與仿真、圖形圖像處理等不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及自身的 獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前MATLAB受到個(gè)研究領(lǐng)域的推崇和關(guān)注。 本文也采用MATLAB軟件對(duì)研究結(jié)果經(jīng)行仿真，以驗(yàn)證結(jié)果是否正確。 3.1 建立仿真模型 建立仿真模型的步驟： 建立主電路的仿真模型 構(gòu)造控制部分 完成波形觀測(cè)及分析部分 最終完成仿真模型如圖7所示： 圖3.1 單相半橋無(wú)源逆變電路仿真模型 3.2 仿真結(jié)果分析 將仿真時(shí)間設(shè)為0.00s，選擇ode113的仿真算法，將絕對(duì)誤差設(shè)為1e-5，運(yùn) 行后可得仿真結(jié)果。 如圖8所示自上而下分別為逆變器輸出的交流電壓、電流和直流側(cè)電流波形。 交流電壓為100V的方波電壓，周期與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同為1kHz。由于負(fù)載為純電阻負(fù) 載，則直流電流無(wú)波動(dòng)。 圖3.2 單相半橋無(wú)源逆變電路仿真波形 小結(jié)小結(jié) 通過(guò)此