单相正弦波逆变电源的设计

课程设计任务

课程名称：电力电子技术 题 目：单相正弦波逆变电源的设计

指导老师: 审 批:

任务书下达日期 2011年12月19日

设计完成日期 2011年12月30日

专业班级: 自动化 学生姓名:

学号: 刘星平

设计内容与设计要求

.设计内容:

电路功能：

有固定直流电源，通过功率变换（高频逆变）得到 20~50KHz 的 高频交

流，再经高频整流与滤波，得到所需的直流； 电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：工频整流滤波、 功率变换（高频逆变）、高频整流滤波。控制电路主要环节：脉 冲发生电路、脉宽调制 PWM 、电压电流检测单元、驱动电路。 功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT 或MOSFET 。 系统具有完善的保护

系统总体方案确定 主电路设计与分析 确定主电路方案 主电路元器件的计算及选型 主电路保护环节设计 控制电路设计与分析 检测电路设计 功能单元电路设计 触发电路设计 控制电路参数确定 .设计要求: 脉宽调制信号由专用集成芯片 SG3525产生。 设计思路清晰，给出整体设计框图；

单元电路设计，给出具体设计思路和电路；

分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分 析。 绘制总电路图 写出设计报告；

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主要设计条件

设计依据主要参数

输入电压：单相（DC）15V （1+15%）,单相输出：AC （0~150V）。

输出电流：w 5A

电压调整率:

负载调整率:

效率：》0.8

0.

8

6）

2.可提供实验与仿真条件

功率因数：》

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课程设计封面；

任务书；

说明书目录；

设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）

单元电路设计（各单元电路图）；

故障分析与电路改进、实验及仿真等。

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总结与体会；

附录（完整的总电路图）；

参考文献；

11、课程设计成绩评分表

进度安排

第一周星期一：课题内容介绍和查找资料；

星期二:总体电路方案确定

星期三:主电路设计

星期四:控制电路设计

星期五:控制电路设计；第二周星期一：控制电路设计

星期二：电路原理及波形分析、实验调试及仿真等

星期四~五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下午：答辩及资料整理

参考文献

1.石玉，栗书贤.电力电子技术题例与电路设计指导.机械工业出版社，1998.

2.王兆安，黄俊.电力电子技术（第4版）.机械工业出版社，2000.

3.浣喜明，姚为正.电力电子技术.高等教育出版社，2000.

4 .莫正康.电力电子技术应用（第3版）.机械工业出版社，2000.

5.郑琼林，耿学文.电力电子电路精选.机械工业出版社，199

6.

6.刘定建，朱丹霞.实用晶闸管电路大全.机械工业出版社，1996.

7.刘祖润，胡俊达.毕业设计指导.机械工业出版社，1995.

&刘星平.电力电子技术实验指导书.校内，2007.

第 1 章 概述 .

1.1 逆变电源的发展背景

1.2 设计思想 第 2 章 设计设计总体思路

2.1 总体框架图

2.2 设计的原理和思路 . 2.3S PWM 空制原理

第 3 章 硬件电路的设计

3.1SG3525 介绍

第 5章心得体会 附录总电路图 .

3.2 文氏电桥振荡电路 11 3.3 移位电路分析

13

3.4 逆变电路的工作原理分析

13 第 4 章 系统的检测与分析

14 4.1 正弦发生器部分的调试 14 4.2 逆变部分及整体运行结果 .

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第 1 章概述

1.1 逆变电源的发展背景

逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变幻的装置，它从交流或直流输 入获得稳压恒频的交流输出。 逆变电源技术是一门综合性的专业技术， 它横跨电 力、电子、微处理器及自动控制等多学科领域， 是目前电力电子产业和科研的热 点之一。逆变电源广泛应用于航空、航海、 、电力、铁路交通、邮电通信等诸多 领域。

逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，器件的发展带动着 逆变电源的发展。 逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的 20 世界 60年代，到 目前为止，它经历了三个发展阶段。

第一代逆变电源是采用晶闸管（SCR 作为逆变器的开关器件称为可控硅逆变 电源。可控硅逆变电源的出现虽然可以取代旋转型变流机组，

但由于SCF 是一种

没有自关断能力的器件，因此必须增加换流电路来强迫关断

SCR 但换流电路复

杂。噪声大、体积大、效率低等原因却限制了逆变电源的进一步发展。

第二代逆变电源是采用自关断器件作为逆变器的开关器件。 代后期，各种自关断器件想运而生，它们包括可关断晶闸管

（ （GTR 、功率场效应管（MOSFET 绝缘栅双极性晶体管（ 件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能

第三代逆变电源实时反馈控制技术，使逆变电源性能得到提高。实时反馈控制 技术是针对第二代逆变电源非线性负载适应性不强及动态特性不好的的缺点提 出来的，它是最近十年发展起来的的新型电源控制技术， 目前仍在不断完善和发 展之中，实时反馈控制技术的采用使逆变电源的性能有了质的飞跃

1.2 设计思想

本设计所需单相正弦波SPW 逆变电源的设计采用了运算放大器、二极管、功 率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。

逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输 入获得稳压恒频的交流输出。 通过对电路的分析， 参数的确定选择出一种最适合 的方案。输出频率由电压控制，波形幅值由电阻确定。

本设计以SG3525驱动芯片为核心，完成了单相正弦波 SPW 逆变电源的参数

设计，并利用所得结果，完成了实际电路的连接，通过调试与分析，验证了设计 的正确性。

第2章设计总体思路

2.1总体框架图

自 20 世纪 70 年 GTO 、电力晶闸管

IGBT ）等。自关断器