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单相桥式逆变电路课程设计.pdf
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电力电子技术课程设计说明书
单相桥式逆变电路的设计
院、部
学生姓名:
指导教师:
专 业:
班 级:
学 号:
完成时间:
职称
摘要
随着电力电子技术的高速发展, 逆变电路的应用非常广泛, 蓄电池、干
电池、 太阳能电池等都是直流电源, 当我们使用这些电源向交流负载供电
时, 就需要用 到逆变电路了。本次基于
MOSFE
的
T
单相桥式无源逆变电路
的课程设计,主要涉 及
IGBT
的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性
能。本次所设计的单相全 桥逆变电路采用
IGBT
作为开关器件,将直流电压
Ud
逆变为波形电压,并将它 加到纯电阻负载两端。
首先分析了单项桥式逆变电路的设计要求。 确定了单项桥式逆变电路的
总体 方案,对主电路、保护电路、驱动电路等单元电路进行了设计和参数的
计算,其 中保护电路有过电压、 过电流、电压上升率、电流上升率等, 选
择和校验了
IGBT
、
SG3525
等元器件,
IGBT
是由
BJT(
双极型三极管
)
和
MOS
绝
(
缘栅型场效应管
)
组成 的复合全控型电压驱动式功率半导体器
件
,
兼有
MOSFET
的高输入阻抗和
GTR
的 低导通压降两方面的优点 。最后
利用
MATLAB
仿真软件建立了
SIMULINK
仿真模型, 并进行了波形仿真, 仿
真的结果证明了完成设计任务要求, 满足设计的技术参数 要求。
关键词: 单相;逆变;设计
ABSTRACT
With the rapid development of power electronics technology,
the inverter circuit is widely used, batteries, dry batteries,
solar cells are DC power supply, when we use these power supply
power to the AC load, you need to use the inverter circuit. This
time based on MOSFET single phase bridge inverter circuit design,
mainly related to the work principle of IGBT, the full bridge of
the working characteristics and the performance of passive
inverter. The single-phase full bridge inverter circuit designed
by IGBT as the switching device, the DC voltage Ud inverter as the
waveform voltage, and will be added to the pure resistance load at
both ends.
Firstly, the design requirements of the single bridge inverter
circuit are analyzed. To determine the overall scheme of single
bridge inverter circuit, of the main circuit, protection circuit,
driving circuit unit circuit design and parameter calculation, the
protection circuit have voltage, current and voltage rate of rise,
the current rate of rise, selection and validation of the IGBT and
SG3525 components, IGBT is by BJT (bipolar transistor) and MOS
(insulated gate field effect transistor) composed of full control
type voltage driven type power semiconductor devices, both
MOSFET's high input impedance and GTR low conductance through the
advantages of pressure drop. At last, the MATLAB simulation
software is used to build the SIMULINK model, and the simulation
results are carried out. The results prove that the design task is
required to meet the design requirements.
Keywords: single phase; inverter; design
目录
1
绪 论 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
1
1.1
1.2
1.3
逆变电路的背景与意义⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
1
逆变器技术的发展现状⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
2
本设计主要内容⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
2
2
单相桥式逆变电路主电路设计 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
3
2.1
方 案 设
⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
2.1.1
计
3
系统框图 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
3
主电路框图 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
3
及 特 点
3
2.1.2
2.2
逆 变 电 路 分 类
⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
2.2.1
电压型逆变电路的特点 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
3
单项全桥逆变电路的移相调压方式 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
4
2.2.2
2.3
2.4
主电路的设计⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
4
相关参数的计算⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
5
3
辅助电路设计 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
7
3.1
保 护 电 路 的
⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
3.1.1
设 计
7
保护电路的种类 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
7
保护电路的作用 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
7
过电流保护电路 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
8
3.1.2
3.1.3
3.2
驱动电路的设计⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
8
3.2.1
驱动电路的种类及作用 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
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春哥111
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