湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文PAGEPAGE39畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：15kVA逆變電源設(shè)計(jì)系：電氣與信息工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：0404學(xué)號：學(xué)生姓名：導(dǎo)師姓名：完成日期：2008年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：日期：

誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名：日期：年月日湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：15kVA逆變電源設(shè)計(jì)姓名陳欣寧系電氣系專業(yè)_電氣工程及其自動化班級學(xué)號指導(dǎo)老師職稱講師教研室主任基本任務(wù)及要求：主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1、理解逆變電源的工作原理，確定系統(tǒng)主電路：包括主電路結(jié)構(gòu)的選擇，逆變功率器件的選擇，參數(shù)計(jì)算2、確定系統(tǒng)驅(qū)動電路3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制電路（包括保護(hù)電路、觸發(fā)電路等）4、提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和圖紙參數(shù)如下:直流側(cè)輸入電壓:750V輸出交流電壓:380/220V輸出頻率:50HZ容量:15kVA進(jìn)度安排及完成時(shí)間1、2月26日至3月15日：查閱資料；寫開題報(bào)告;確定總體方案。2、3月16日至3月29日：畢業(yè)實(shí)習(xí)、撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。3、3月30日至4月15日：確定系統(tǒng)主電路4、4月16日至4月26日：確定系統(tǒng)驅(qū)動電路5、4月27日至6月2日：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制電路6、6月3日至6月127、6月13日至6月14日8、6月15日至6月18日：湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄摘要 IABSTRACT II第1章緒論 11.1課題背景 11.2現(xiàn)代逆變技術(shù) 11.3本課題的主要內(nèi)容和意義 2第2章逆變功率器件的選擇 32.1逆變器用功率開關(guān)器件 32.2器件的選擇 42.2.1IGBT的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 42.2.2IGBT的基本特性 52.2.3IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū) 82.2.4IGBT驅(qū)動電路的要求 82.2.5IGBT的保護(hù) 92.3逆變電路的選擇 102.3.1逆變電路的介紹 102.3.2單相電壓型逆變電路 112.3.3三相電壓型逆變電路 122.3.4逆變電路的選擇 13第3章主電路設(shè)計(jì) 153.1系統(tǒng)的主電路及其工作原理 153.1.1主電路的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 153.1.2系統(tǒng)組成 153.1.3系統(tǒng)的主電路圖 163.1.4系統(tǒng)的工作原理 163.2主電路的參數(shù)設(shè)計(jì) 163.2.1斬波器的設(shè)計(jì) 163.2.2整流與逆變電路 18第4章控制電路的設(shè)計(jì) 214.1控制電路 214.1.1正弦脈寬調(diào)制波（SPWM）的產(chǎn)生原理 214.1.2SA8282特性特點(diǎn) 224.1.3單片機(jī)AT89C51最小系統(tǒng)及外圍擴(kuò)展芯片 264.2驅(qū)動電路 264.2.1EXB840功能介紹 264.2.2驅(qū)動電路的設(shè)計(jì) 28第5章保護(hù)電路 295.1過流保護(hù)回路設(shè)計(jì) 295.1.1產(chǎn)生原因及危害 295.1.2過流保護(hù)電路 295.1.3工作原理 305.2泵升電壓保護(hù)回路 305.3過（欠）壓保護(hù)回路的設(shè)計(jì) 305.3.1過壓保護(hù)電路 305.3.2緩沖吸收回路設(shè)計(jì) 31結(jié)束語 34參考文獻(xiàn) 35致謝 36附錄系統(tǒng)電氣原理圖 37湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文15kVA逆變電源設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)的容量15kVA，頻率為50Hz的逆變電源，在分析以IGBT為主要器件的逆變器基礎(chǔ)上，給出了直流斬波電路和三相全橋逆變電路的工作原理。該逆變電源通過斬波電路將輸入的750V直流電壓轉(zhuǎn)換為440V直流電壓后經(jīng)過逆變電路逆變成交流電壓，最后經(jīng)過變壓器得到380/220V交流電壓。逆變器中的IGBT驅(qū)動電路由SPWM進(jìn)行控制，通過對主要時(shí)驅(qū)動電路以及控制電路的設(shè)計(jì)，使得該逆變電源得以實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)中說明了對各元件的參數(shù)計(jì)算和選擇，并且還提出了IGBT的保護(hù)電路方案。關(guān)鍵詞：IGBT；逆變器；斬波電路；SPWM；短路保護(hù) Designingof15kVAInverterPowerABSTRACT:Thispaperhasdesignedainverterpowersupplyofvolume15kVA,workingfrequency50HZ,basedonthathasanalyzedthecharacteristicofIGBT(InsulatedGateBipolarTransistor).ItwasprovidedtheworkingtheoryofDCChopperandbridgetypeinvertcircuit.Theinverterpowersupplyfirstturnthe750DCvoltinto440DCvoltbyBuckConverter,thenTheinvertercontrolcaninvert440DCvoltinto380/220ACvolt.ThedrivecircuitofIGBTintheinverterwascontrolledbySPWM.Thedesignofdrivecircuitandcontrolcircuitcanmaketheinverterpowersupplyworking,Thereareintroductionsofdesignandchosenabouteverycomponent,alsoshotcircuitprotectionofIGBTwasadvanced.Keywords:IGBT;InverterPower;BuckConverter;SPWM;ShortProtection15kVA逆變電源設(shè)計(jì)第1章緒論1.1課題背景電源設(shè)備廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防設(shè)施及人民生活等各個(gè)方面，是電子設(shè)備和機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)，她與國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門相關(guān)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得最為廣泛?？梢哉f，凡是涉及電子和電工技術(shù)的一切領(lǐng)域都要用到電源設(shè)備，她不僅提供優(yōu)質(zhì)電能，還對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響，例如由于超小型、高效率的高頻開關(guān)電源的出現(xiàn)，促進(jìn)了航空航天和艦船技術(shù)的發(fā)展;不間斷電源(UPS)的研制成功大大提高了計(jì)算機(jī)、通信、導(dǎo)航、醫(yī)療等設(shè)備的可靠性;脈沖電源廣泛應(yīng)用于電焊、電鍍等行業(yè)，節(jié)省了大量的電能和原材料。從而可以看出電源技術(shù)的研究對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。電源分為三大類：1）把其他能量轉(zhuǎn)換成電能，例如水力、火力、風(fēng)力及核能發(fā)電等，一般稱這種電源為一次電源(即供電電源，俗稱電網(wǎng)或市電)。2）在電能傳輸過程中，在供電電源和負(fù)載之間對電能進(jìn)行變換或穩(wěn)定處理，一般稱這種電源為二次電源(即對已有的電源進(jìn)行控制)。3）平時(shí)把能量以某種形式儲存起來，使用時(shí)再變成電能供給負(fù)載，典型的器件就是人們常見的各種蓄電池，一般稱此為化學(xué)電源。其中，二次電源起著很重要的作用。二次電源，就是把輸入電源(由電網(wǎng)、蓄電池或燃油發(fā)電機(jī)供電等)變換成在電壓、電流、頻率、波形及在穩(wěn)定性、可靠性(含電磁兼容、絕緣散熱、不間斷供電、智能藍(lán)控)等方面符合要求的電能供給負(fù)載，這是目前應(yīng)用最廣泛的電源技術(shù)領(lǐng)域，主要研究如何利用電子技術(shù)對電功率進(jìn)行變換及控制，它廣泛運(yùn)用電磁技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和材料技術(shù)等學(xué)科理論，具有較強(qiáng)的綜合性。本課題所做的電源即屬于此類。1.2現(xiàn)代逆變技術(shù)逆變技術(shù)，逆變技術(shù)就是電力電子技術(shù)上的使直流變成交流(DC/AC)的一門技術(shù)，是電力電子學(xué)四種變換技術(shù)中最主要的一種。它了基本功能是是使交流電能(AC)與直流電能(DC)進(jìn)行相互變換.它是電力電子技術(shù)領(lǐng)域中最為活躍的部分.逆變器就是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件(SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模塊等)開通和關(guān)斷作用,實(shí)現(xiàn)逆變的電能轉(zhuǎn)換裝置?，F(xiàn)代逆變技術(shù)主要包括半導(dǎo)體功率集成器件的應(yīng)用、功率變換電路和逆變控制技術(shù)三部分內(nèi)容。逆變技術(shù)的分類方式很多，主要分類方式敘述如下。1）按逆變器輸出交流的頻率分為：工頻（50~60Hz）、中頻（400Hz到幾十kHz）逆變和高頻（幾十kHz到幾MHz）逆變；2）按逆變器輸出交流能量的去向分為：無源逆變和有源逆變；3）按逆變器功率的流動方向分為：單向逆變和雙向逆變；4）按逆變器輸出電壓的波形分為：正弦波逆變和非正弦波逆變；5）按逆變器輸出電壓的電平分為：二電平逆變和多電平逆變；6）按逆變器輸出的交流的相數(shù)分為：單相逆變、三相逆變和多相逆變；7）按逆變器輸入與輸出的電氣隔離分為：非隔離型逆變、低頻鏈逆變和高頻鏈逆變；8）按逆變器輸入直流電源的性質(zhì)分為：電壓源逆變和電流源逆變；9）按逆變器的電路結(jié)構(gòu)分為：單端式逆變、推挽式逆變和全橋式逆變；10）按逆變器的功率開關(guān)管分為：大功率晶體管（GTR）逆變；晶閘管（SCR）逆變、可關(guān)斷晶閘管（GTO）逆變、功率場效應(yīng)管（MOSFET）逆變和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）逆變；11）按逆變器的功率開關(guān)管工作方式分為：硬開關(guān)逆變、諧振式逆變和軟開關(guān)逆變；12）按逆變器的控制方式分為：脈寬調(diào)制（PWM）逆變、脈頻調(diào)制（PFM）逆變和數(shù)字逆變。1.3本課題的主要內(nèi)容和意義理解逆變電源的工作原理,確定系統(tǒng)主電路,確定系統(tǒng)驅(qū)動電路,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制電路,要求設(shè)計(jì)出輸出電壓為三相380/220V，輸出頻率50Hz，容量15kVA，并設(shè)計(jì)出完善的保護(hù)功能裝置。本課題的目的就是研制多功能、智能化、高性能逆變電源，要求該逆變電源具有各種保護(hù)和運(yùn)行控制功能，具有完善的運(yùn)行參數(shù)顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊能力，具體如下：1）通用性：不僅可以作為獨(dú)立電源使用，還可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電壓的相位同頻，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電壓的相互切換，作為后備式正弦波UPS使用，不可以廣泛應(yīng)用于電力、郵電鐵路等領(lǐng)域。2）智能化：系統(tǒng)有實(shí)時(shí)的監(jiān)控系統(tǒng)，可以隨時(shí)對對象進(jìn)行監(jiān)控，對工作參數(shù)進(jìn)行修改調(diào)節(jié)。3）高性能：立足于產(chǎn)品化設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)合理的控制策略，實(shí)現(xiàn)逆變電源的高效率、高可靠性、高品質(zhì)。第2章逆變功率器件的選擇2.1逆變器用功率開關(guān)器件下面介紹當(dāng)前主要功率開關(guān)器件的特性及其應(yīng)用情況。1）晶閘管：這是最早應(yīng)用的一種功率開關(guān)器件，其特點(diǎn)是功率最大，應(yīng)用最廣。普通型SCR的電壓高達(dá)6000V，電流達(dá)數(shù)千安培，自身正向壓降約為1.5V，開通僅需要在控制級上加一個(gè)小觸發(fā)脈沖即可，但關(guān)斷時(shí)必須用電感、電容和輔助開關(guān)器件組成的強(qiáng)迫換向電路。其工作頻率不大于400Hz。由于其工作頻率低，關(guān)斷電路復(fù)雜，效率低，功耗大，因此在PWM調(diào)制中產(chǎn)生的正弦波不夠完善，并且噪聲大。目前，逆變器中已經(jīng)基本不再用SCR作為功率開關(guān)器件，SCR主要用做UPS的靜態(tài)開關(guān)。2）功率場效應(yīng)管（MOSFET）：功率MOSFET是一種全控型三端開關(guān)器件。其特點(diǎn)是開關(guān)速度快，安全工作區(qū)寬，熱穩(wěn)定性好，線性控制能力強(qiáng)，采用電壓控制，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控，因此常常作為開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)電量的逆轉(zhuǎn)換。MOSFET的缺點(diǎn)是輸入阻抗高，抗靜電干擾能力差，承載能力和工作電壓比較低，多用于電壓為500V以下的低功率高頻開關(guān)逆變器。由于受功率的限制，因此它只適用于小功率逆變器。3）BJT（功率GTR）晶體管：BJT直到1985年實(shí)現(xiàn)達(dá)林頓模塊后才達(dá)到300A、1000V和增益100的水平。大功率晶體管開關(guān)時(shí)間為，自身電壓降為1.5V。若采用多重達(dá)林頓晶體管提高增益，則開關(guān)時(shí)間增長，自身電壓降會增大。由于其開通狀態(tài)必須飽和，因此電流增益很低，往往要求驅(qū)動電路輸出很大的電流，是功率消耗增大，在20世紀(jì)80年代中期，它曾用于中小功率逆變器中，現(xiàn)在已經(jīng)基本不使用了。4）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）：IGBT是一種新發(fā)展起來的復(fù)合型功率開關(guān)器件，它既有單極型電壓驅(qū)動的MOSOFT的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了雙極型開關(guān)器件BJT耐高壓，電流大的優(yōu)點(diǎn)。其開關(guān)速度顯然比功率MOSFET低，但遠(yuǎn)高于BJT，又因?yàn)樗请妷嚎刂破骷?，故控制電路簡單、穩(wěn)定性好。IGBT的最高電壓為1200V，最大電流為1000A，工作頻率高達(dá)1000kHz。它具有電壓控制和開關(guān)時(shí)間（約為300ns）極短的優(yōu)點(diǎn)。其正向壓降約為3V。在現(xiàn)代的UPS中IGBT普遍被用作逆變器或整流器開關(guān)器件。它是全控型開關(guān)器件，通過數(shù)控技術(shù)控制IGBT的通斷，能有效地將輸入電壓與輸入電流保持同步，是功率因數(shù)等于1，從而減小了UPS整流器對市電電源的干擾。2.2器件的選擇通過對各種功率器件的分析，對于本次15KVA逆變電源設(shè)計(jì)將選用IGBT場效應(yīng)晶體管作為逆變器用功率開關(guān)器件。下面就對絕緣柵雙極晶體管（IGBT）做詳細(xì)的介紹。絕緣柵極雙極性晶體管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)是功率MOSFET和雙極型功率晶體管組合在一起的符合功率器件。它既具有MOSOFT管的通/斷速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動功率小和驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，又具有大功率雙極晶體管的容量大和阻斷電壓高的優(yōu)點(diǎn)。從IGBT問世以來得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展很快。特別是在開關(guān)和逆變電路中，它是被廣泛應(yīng)用的、理想的開關(guān)器件。2.2.1IGBT的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路和電氣符號如圖2-1所示。圖2-1（a）為IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與MOSFET比較，IGBT是在MOSFET的漏極下又增加了一個(gè)區(qū)，多了一個(gè)PN結(jié)（）。IGBT的等效電路如圖2-1（b）所示。它是有MOSOFT和雙極型功率晶體管復(fù)合而成的。IGBT的電氣符號如圖2-1（c）所示。圖2-1IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路和電氣符號IGBT具有正反向阻斷電壓高、通態(tài)電壓大及通過電壓來控制其導(dǎo)通或關(guān)斷等特點(diǎn)。同時(shí)，由于采用MOS柵，其控制電路的功耗小，導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)的靜態(tài)功耗也很小，只是在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中存在一定的動態(tài)損耗。這種動態(tài)損耗也可以通過軟開關(guān)即使使其達(dá)到最小。由于IGBT具有這些特點(diǎn)，才使其被廣泛地作為功率開關(guān)期間用于開關(guān)和逆變電路中。2.2.2IGBT的基本特性IGBT的基本特性分為靜態(tài)特性、動態(tài)特性和高溫特性三個(gè)部分。靜態(tài)特性IGBT的靜態(tài)特性主要包括輸出伏-安特性、轉(zhuǎn)移特性和靜態(tài)開關(guān)特性。1）輸出伏-安特性IGBT的輸出伏-安特性曲線如圖2-2所示。它是表示以柵極-發(fā)射極間電壓為變量的集電極電流和集電極-發(fā)射極間電壓的關(guān)系曲線。圖2-2IGBT的輸出伏-安特性曲線IBGT的輸出伏-安特性曲線分為四個(gè)區(qū)域：（1）I區(qū)為截止區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，由于很小，隨著的增加很小，且變化不大。此時(shí)，基本上是C、E間的漏電流。（2）II區(qū)為線性放大區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，隨著的增加，當(dāng)≥（IGBT的開啟電壓）時(shí)，開始增加，并且隨著的變化呈線性關(guān)系：式中，為IGBT的跨導(dǎo)。當(dāng)IGBT用于逆變電路的開關(guān)狀態(tài)時(shí)，要求盡快越過這個(gè)區(qū)域，以便減小通態(tài)損耗。因此，這個(gè)參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中顯得不是很重要了。（3）III區(qū)為飽和區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，當(dāng)為某一定值時(shí)，隨著的增加，基本不變，達(dá)到飽和。達(dá)到飽和后的集電極-發(fā)射極電壓成為IGBT飽和電壓，記為。一般情況下=2~4V。（4）IV區(qū)為擊穿區(qū)。當(dāng)為某個(gè)確定值時(shí)，增加并達(dá)到后，會突然增大，發(fā)生過電壓擊穿。此時(shí)的稱為IGBT的擊穿電壓。IGBT絕對不能用在此區(qū)域內(nèi)。2）轉(zhuǎn)移特性IGBT的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖2-3所示。它表示在不變的情況下，與的關(guān)系曲線。在很小時(shí)，=。隨著的增加，在=且繼續(xù)增加時(shí)，呈線性增加而進(jìn)入放大區(qū)。我們把從截止區(qū)轉(zhuǎn)移到線性放大區(qū)的轉(zhuǎn)移點(diǎn)稱為的柵極開啟電壓。一般情況下，=3~5V。圖2-3IGBT的轉(zhuǎn)移特性曲線3)靜態(tài)開關(guān)特性IGBT的靜態(tài)開關(guān)特性曲線如圖2-4所示。IGBT的靜態(tài)開關(guān)特性實(shí)際上時(shí)表示IGBT瞬間從導(dǎo)通（關(guān)斷）狀態(tài)轉(zhuǎn)換成關(guān)斷（導(dǎo)通）的情況，即瞬間越過線性放大區(qū)的特性曲線。圖2-4IGBT的靜態(tài)開關(guān)特性曲線動態(tài)特性前面講述的靜態(tài)特性，只表明了IGBT從一個(gè)穩(wěn)態(tài)變換到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的特性，從而沒有涉及狀態(tài)變換的過程。IGBT狀態(tài)變換過程的特性為其動態(tài)特性。IGBT的動態(tài)特性與其負(fù)載有關(guān)。因?yàn)镮GBT用于逆變電路時(shí)的負(fù)載多半時(shí)感性負(fù)載。IGBT的負(fù)載為感性時(shí)的動態(tài)特性曲線如圖2-5所示。1）導(dǎo)通特性一般情況下，IGBT的柵極加有一個(gè)負(fù)偏壓以保證IGBT可靠地處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)柵極電壓由這個(gè)負(fù)偏壓開始往正方向變化時(shí)，由于柵極電容有個(gè)充電過程，在經(jīng)過一段時(shí)間后，達(dá)到柵極開啟電壓，IGBT的集電極電流才有漏電流開始增加。這段時(shí)間稱為導(dǎo)通延遲時(shí)間。再經(jīng)過一段時(shí)間后，達(dá)到=(為流經(jīng)感性負(fù)載的電流)。稱為電流上升時(shí)間。此時(shí)，開始下降，在時(shí)間內(nèi)下降到飽和電壓。稱為電壓下降時(shí)間。IGBT的導(dǎo)通時(shí)間為、、之和，即=++2)關(guān)斷特性在IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，柵極電容上充有正電壓，當(dāng)向負(fù)方向變化時(shí)，由于柵極電容有個(gè)放電過程，在經(jīng)過一段時(shí)間后，減小到柵極開啟電壓，集電極電流開始下降。這段時(shí)間稱為存儲時(shí)間。過后開始從=下降，由于感性負(fù)載的的作用，在上升過程中會產(chǎn)生電壓過沖，這段時(shí)間稱為電壓上升時(shí)間。在過后，繼續(xù)下降，最后達(dá)到，這段時(shí)間稱為電流下降時(shí)間。IGBT的關(guān)斷時(shí)間為、、之和，即=++第二代IGBT的導(dǎo)通時(shí)間=0.3~0.8，關(guān)斷時(shí)間=0.6~1.5；第三代IGBT的和則更小。圖2-5IGBT的負(fù)載為感性時(shí)的動態(tài)特性曲線高溫特性IGBT具有優(yōu)良的高溫通態(tài)特性，在環(huán)境溫度（散熱片溫度）達(dá)到200左右時(shí)，仍能正常工作。特別值得一提的時(shí)，隨著溫度的增高，IGBT的爭先個(gè)壓降反而略有下降，并且還可以在某個(gè)特定的通態(tài)電流下，隨著溫度的變化，其通態(tài)正向壓降保持基本不變。當(dāng)通態(tài)電流高于此值時(shí)，隨著溫度的增高，其正向壓降略有增加。但實(shí)際應(yīng)用中，還是應(yīng)該注意器件的散熱問題，以避免器件工作在高溫環(huán)境中。2.2.3IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)IGBT在正常工作時(shí)，集電極電流IC基本上受控制，但當(dāng)集電極電流超過某一緩大值,之后，柵極電壓將失去控制作用。這是IGBT的一種特殊現(xiàn)象，叫做擎住效應(yīng).出現(xiàn)這種情況時(shí)很大，導(dǎo)致器件損壞。由于IGBT關(guān)斷過程中還會出現(xiàn)所謂動態(tài)擎住效應(yīng)，這時(shí)允許的值比靜態(tài)擎住時(shí)的值更小。因此器件給出的通常按動態(tài)擎住效應(yīng)來規(guī)定。IGBT經(jīng)常用于開關(guān)工作狀態(tài)，因此，它的安全工作區(qū)分為正向偏置安全工作區(qū)和反向偏置安全工作區(qū)。正偏安全工作區(qū)FBSOA是指柵一射極間加正偏壓時(shí)的安全工作區(qū)，對應(yīng)IGBT的導(dǎo)通狀態(tài)。如圖2-3所示，除和集一射極最大允許電壓邊界外，另一邊界對應(yīng)于允許的功耗。因功耗與器件的導(dǎo)通時(shí)間密切相關(guān)，從圖中可以看出，IGBT的FBSOA也隨導(dǎo)通時(shí)間增加而減小。反偏安全工作區(qū)RBSOA是指柵一射極間加反偏壓時(shí)的安全工作區(qū)，對應(yīng)IGBT的關(guān)斷狀態(tài).與FBSOA相比，三條邊界中，和相同，但另一條邊界為器件關(guān)斷后集一射極間重加正向電壓的上升率。2.2.4IGBT驅(qū)動電路的要求1）加在IGBT柵極G和射極E之間，用來開通和關(guān)斷IGBT的柵極驅(qū)動電壓的正、負(fù)脈沖，應(yīng)以足夠陡的上升沿和下降沿，使IGBT開關(guān)時(shí)間短，開關(guān)損耗小。2）由驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電壓和驅(qū)動電流要有足夠的幅值，使IGBT總處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。的幅值要綜合考慮減小IGBT通態(tài)損耗和提高其短路電流耐受能力這兩方面的要求來選取。本系統(tǒng)中為+15V。3）在關(guān)斷過程中，為盡快抽出IGBT內(nèi)部PNP管中的存儲電荷，應(yīng)施加負(fù)偏壓-，其值受G，E極間最大反向耐壓的限制，在本系統(tǒng)中為-5V。4）IGBT內(nèi)部存在寄生晶閘管，當(dāng)集電極電流IC過大或IGBT關(guān)斷過程中太高時(shí)，都可能使寄生晶閘管誤導(dǎo)通，形成靜態(tài)和動態(tài)擎住效應(yīng)，使IGBT失控。故應(yīng)注意限制IGBT集電極電流的最大值編，本系統(tǒng)柵極外加串聯(lián)電阻，以延長其關(guān)斷時(shí)間，減小的值。5）由于IGBT在電力電子設(shè)備中多用于高電壓，所以驅(qū)動電路應(yīng)與控制電路在電位上嚴(yán)格隔離本系統(tǒng)中，采用了TLP521光藕進(jìn)行隔離。6）IGBT的柵極驅(qū)動電路應(yīng)盡量簡單實(shí)用和可靠，自身最好帶有對IGBT的保護(hù)功能，并有較強(qiáng)的抗干擾性。驅(qū)動電路與IGBT的連線要盡量短，并采用絞線或同軸電纜線。本次設(shè)計(jì)采用的是富士公司的EXB系列（EXB840）直接驅(qū)動IGBT。2.2.5IGBT的保護(hù)在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、保護(hù)和保護(hù)也時(shí)必要的。1）過電壓保護(hù)IGBT用于逆變電源時(shí)，其負(fù)載均為感性。當(dāng)IGBT處于開關(guān)過程中時(shí)，會產(chǎn)生開關(guān)浪涌電壓，幅值過大或持續(xù)時(shí)間較長的浪涌電壓會損壞IGBT。為保護(hù)IGBT，除盡量減小感性負(fù)載的漏感和分布電感外，還應(yīng)考慮采用過壓抑制電路對IGBT進(jìn)行過壓保護(hù)。2）過電流保護(hù)IGBT耐受過電流的能力很有限。這種能力通常用在一定條件下IGBT耐受過電流而不損壞的時(shí)間來表征。所謂過流保護(hù)，就是指用一定的保護(hù)措施使過電流的持續(xù)時(shí)間小于。引起IGBT短路的主要原因有四鐘情況：橋臂上一個(gè)IGBT管或二極管損壞，引起直通短路；橋臂上兩個(gè)管子都損壞引起橋臂短路；接線錯(cuò)誤引起輸出短路;還有接線錯(cuò)誤或絕緣損壞引起負(fù)載對地短路。所有這些短路情況都應(yīng)加以保護(hù)。在相同的電源電壓和門極電壓下，耐受短路的時(shí)間以直通短路為最短，橋劈短路和輸出短路為最長，所以任何一種短路現(xiàn)象都可以按直通短路處理來設(shè)計(jì)短路保護(hù)。IGBT的短路耐受能力與柵極電壓有關(guān)。越小，短路耐受能力就越強(qiáng)。一般來說，飽和壓降2V左右的IGBT的短路耐受能力僅有幾微妙，這樣短的時(shí)間內(nèi)，保護(hù)電路要辨別是很困難的，故不能保證保護(hù)的可靠性。由圖2-2可知，降低可提高IGBT的短路耐受能力，因此可以這樣設(shè)想：檢測到短路，便降低，這樣便可延長短路時(shí)間。IGBT在短路時(shí)關(guān)斷，電流很大，如果按正常工作時(shí)的關(guān)斷速度進(jìn)行，則會因過大的回路電感電勢L疊加在上，形成幅度很高的尖脈沖，損壞主回路IGBT和其他元器件。因此必須較慢地逐漸減小直到IGBT關(guān)斷。這就是所謂的“軟關(guān)斷”。以上短路保護(hù)的基本思想通過EXB840的內(nèi)部集成保護(hù)電路得到了實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行過流檢測和硬件電路延時(shí)保護(hù)的同時(shí)，EXB840向CPU發(fā)出一過流保護(hù)信號，在本系統(tǒng)中，使用89C51的外中斷輸入引腳來檢測過流信號，當(dāng)檢測到EXB840發(fā)來的過流信號時(shí)，在外中斷程序中，及時(shí)封鎖SPWM輸出信號，并通過數(shù)碼管發(fā)出報(bào)警信息。3）緩沖電路緩沖電路其作用時(shí)抑制電力電子器件內(nèi)因過電壓，或者過電流和，減小器件的開關(guān)損耗。緩沖電路可分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路用于吸收器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制，減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路用于抑制器件開通時(shí)的電流過沖和，減小器件的開通損耗。2.3逆變電路的選擇2.3.1逆變電路的介紹逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的稱為電流型逆變電路。它們也分別被稱為電壓源逆變電路（VoltageSourceTypeInverter——VSTI）和電流源逆變電路（CurrentSourceTypeInverter——CSTI）逆變器按主電路形式分類如下：電壓型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：1）直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。2）由于支路電壓源的箝位作用，交流側(cè)輸出電壓波形位矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。3）當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。2.3.2單相電壓型逆變電路常見的單相正弦逆變電源主電路主要有半橋、全橋兩種結(jié)構(gòu),其中以全橋逆變電路應(yīng)用最為廣泛。半橋逆變電路在高壓開關(guān)電源中，功率輸出大的一般都使用半橋式變換電路。其電路圖如圖2-6所示。它由兩只電容和兩只高壓晶體管組成。當(dāng)兩只晶體管都截止時(shí)，若兩只電容的容量相等且電路對稱，則電容中點(diǎn)A的電壓為輸入電壓的一半。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，電容將通過、變壓器初級繞組放電；同時(shí)，電容則通過輸入電源、和的原邊繞組充電。中點(diǎn)A的電位在充、放電過程中將指數(shù)規(guī)律下降。在導(dǎo)通結(jié)束時(shí)，A點(diǎn)的電位為，且兩只晶體管全都截止。兩只電容和兩只晶體管的集射極間的電壓基本上相等，都接近于輸電源電壓的一半。相反，導(dǎo)通時(shí)，放電、充電，A點(diǎn)的電位將增至，即A點(diǎn)電位在開關(guān)過程中將在的電位上以的幅值進(jìn)行指數(shù)變化。由此可見，在半橋式電路中，變壓器初級線圈在整個(gè)周期中都流過電流，以磁心利用得更充分。半橋式變換電路的主要優(yōu)點(diǎn)是其電路中所使用的功率開關(guān)晶體管的耐壓較低，絕不會超過輸入電壓的峰值；晶體管的飽和電壓也降至最低；輸入濾波電容的耐壓也可以減小。但是因?yàn)楦哳l變壓器上施加的電壓幅值只有輸入電壓的一半，與推挽式相比，欲輸出相同的功率，則變壓開關(guān)管必須流過2倍的電流。圖2-6單相半橋電壓型逆變電路全橋逆變電路將半橋式變換電路中的兩電解電容換成另外兩只高反壓功率晶體管，并配以適當(dāng)驅(qū)動電路即可組成全橋式變換電路，如圖2-7所示。、、、組成4個(gè)橋臂。高頻變壓器T連接在它們中間。相對臂的、和、由驅(qū)動電路激勵(lì)而交替導(dǎo)通，將直流輸入電壓變換成高頻方波交流電壓。其工作過程與推挽式功率轉(zhuǎn)換電路一樣。這樣，高頻變壓器工作時(shí)，其初級線圈得到的電壓即為電源電壓。它是半橋電路輸出電壓的一倍，而每個(gè)晶體管耐壓仍為電源電壓，使輸出功率增大一倍。若是電流達(dá)到半橋電路的水平，即電流增大一倍的話，則輸出功率就可以增大4倍。全橋電路的主要不足是需要4組彼此絕緣的晶體管基極驅(qū)動電路,使控制驅(qū)動電路成本增大并復(fù)雜化，但選用全橋變換電路可使輸出功率大大提高,而且晶體管的損耗少。圖2-7單相全橋逆變電路2.3.3三相電壓型逆變電路用三個(gè)單相逆變電路可以組合成一個(gè)三相逆變電路,本課題設(shè)計(jì)就采用IGBT作為開關(guān)器件的電壓型三相橋式逆變電路,其基本工作方式是180度導(dǎo)電方式,即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電度數(shù)為180度,同一相上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電,個(gè)相導(dǎo)電的角度依次相差120度,這樣,在任一瞬間,將三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。可能上面一個(gè)臂下面兩個(gè)臂，也可能上面兩個(gè)臂下面一個(gè)臂導(dǎo)通。因?yàn)闆]次換流都是在同一上下兩個(gè)橋臂之間進(jìn)行的，因此也被稱為縱向換流。圖2-8三相電壓型逆變電路通過圖示三相電壓型逆變電路來說明其最基本的工作原理。圖2-8中、、、、、是橋式電路的6個(gè)臂，它們由電力電子器件及其輔助電路組成。當(dāng)、、閉合為正，、、閉合為負(fù)。其他兩相類似。這樣，就把直流電變成了交流電，改變?nèi)M開關(guān)的切換頻率，即可改變交流電的頻率。這就是逆變的電路的最基本的工作原理。2.3.4逆變電路的選擇本系統(tǒng)選擇三相電壓型逆變電路作為系統(tǒng)主電路，下面是三相電壓型逆變電路的詳細(xì)介紹：與整流相對應(yīng)，把直流電變成交流電稱為逆變。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變，當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載相連時(shí)，稱為無源逆變。交直交變頻電路由交直變換電路和直交變換電路兩部分組成。變流電路在工作過程中不斷發(fā)生電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路的轉(zhuǎn)移，這就是換流。三相電壓型逆變電路如圖2-8。每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為同一相上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，各項(xiàng)開始導(dǎo)電的角度依次相差。這樣，在任一瞬間，將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。因?yàn)槊看螕Q流都是在同一相上下兩個(gè)橋臂之間進(jìn)行的，因此也被稱為縱向換流。對于U相輸出來說，當(dāng)橋臂1導(dǎo)通時(shí)，，當(dāng)橋臂4導(dǎo)通時(shí)，。因此，的波形是幅值為的矩形波。V、W兩相的情況個(gè)U相類似，、的波形形狀和相同，只是相位依次相差。負(fù)載線電壓可由下式求出：（2-1）設(shè)負(fù)載中點(diǎn)N與支流電源假想中點(diǎn)之間的電壓為，則負(fù)載各相的相電壓分別為：（2-2）把上面各式相加并整理可求得（2-3）負(fù)載為三相對稱則有，故可得（2-4）上述導(dǎo)電方式逆變器中，為了防止同一相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通而引起直流側(cè)電源的短路，要采取“先斷后通”的方法。即先給應(yīng)關(guān)斷的器件關(guān)斷信號，待其關(guān)斷后留一定的時(shí)間裕量，然后再給應(yīng)導(dǎo)通的器件發(fā)出開通信號，即在兩者之間留一個(gè)短暫的死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間的長短要視器件的開關(guān)速度而定，器件的開關(guān)速度越快，所留的死區(qū)時(shí)間就可以越短。第3章主電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的主電路及其工作原理電壓型逆變電源由主電路和控制器兩部分組成，如圖3-1所示。其中主電路采用直交（DC/AC）電源型變頻器結(jié)構(gòu)，由斬波器、逆變器和隔離變壓器構(gòu)成。輸入的直流電壓通過逆變器——開關(guān)采用富士公司的40KHz兩單元IGBT模塊三組（六只）組成三相橋式電路。逆變電源的輸入、輸出之間為實(shí)現(xiàn)電氣隔離和滿足輸出電壓幅度的要求。對于本設(shè)計(jì)逆變器之后采用在輸出端接入變壓器△/Y進(jìn)行變壓。3.1.1主電路的主要設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)要求的參數(shù)如下：直流側(cè)輸入電壓：DC-750V輸出交流電壓：AC-380/220V輸出頻率：50Hz容量：15KVA3.1.2系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成如圖3-1所示：圖3-1系統(tǒng)組成圖3.1.3系統(tǒng)的主電路圖系統(tǒng)主電路圖如圖3-2所示：圖3-2主電路圖3.1.4系統(tǒng)的工作原理如圖3-2所示主電路，本系統(tǒng)首先通過直流降壓斬波電路將輸入的750V直流電斬波為440V頻率為50Hz的直流方波信號，該信號通過由IGBT組成的三相電壓型橋式逆變電路將該信號后，逆變成為50Hz，440V的交流方波電壓。最終通過變壓器升壓為380/220V交流電壓濾波后供給負(fù)載使用。3.2主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)3.2.1斬波器的設(shè)計(jì)直流斬波電路（DCChopper）的功能時(shí)將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，本設(shè)計(jì)采用該電路的目的是將輸入的750V直流電壓轉(zhuǎn)換成輸入逆變電路中可用的440V50Hz直流電壓。降壓斬波電路的原理降壓斬波電路（BuckChopper）的原理圖如圖3-3所示：圖3-3降壓斬波電路的原理圖該電路使用一個(gè)全控型器件V，本設(shè)計(jì)采用的是IGBT。為在V關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中的電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管VD。在t=0時(shí)刻驅(qū)動V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓=E，負(fù)載電流按指數(shù)曲線上升。當(dāng)t=時(shí)刻，控制V關(guān)斷負(fù)載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流負(fù)載電壓近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了時(shí)負(fù)載電流來女婿且脈動小，通常串接L值較大的電感。至一個(gè)周期T結(jié)束，在驅(qū)動V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，負(fù)載電流在一個(gè)周期的初值和終值相等。負(fù)載電壓的平均值為(3-1)式中，為V處于通態(tài)時(shí)間；為V處于斷態(tài)的時(shí)間；T為開關(guān)周期；為導(dǎo)通占空比。由此式可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值最大為E，若減小占空比，則隨之減小。斬波器中電感的計(jì)算在儲能電感L中流過的電流具有較大的直流分量，并疊加一交變分量。一般情況下，交變分量的平均值比支流分量小得多。直流分量在鐵芯中會產(chǎn)生較大的支流磁偏量，使鐵芯飽和，所以鐵芯必須加氣隙，由于交變磁化分量較小，一般情況下，，局部磁滯回線包圍的面積較小。鐵芯儲能最大值：（3-2）公式中為鐵芯體積：由上式可見，對于一定的鐵芯材料來說，只有加大鐵芯體積來增大鐵芯儲能。降壓斬波電路中，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)設(shè)電流線形變化，，。已知輸出電壓=440V，輸出功率=15000W，T=20ms1）最大輸出電壓U=460V取=3.62mH2）最小輸入電壓U1=420V時(shí)，同理可求得L=0.1mH3）加氣隙后的電感值：由于鐵芯材料，鐵芯加氣隙后，等效的相對磁導(dǎo)率：加氣隙后的電感值：取N=50（匝），可求得=0.8593.2.2整流與逆變電路整流電路整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種,它將交流變?yōu)橹绷麟?應(yīng)用十分廣泛。本論文設(shè)計(jì)中采用三相不可控整流電路，如圖3-4所示：該電路圖中，由六個(gè)二極管組成三相整流橋，將電源的三相交流電全波整流成直流電。電源的線電壓為，則三相全波整流后平均直流電壓的大小是（3-3）圖3-4三相不可控整流電路二極管不可控三相整流電路輸出的直流電含有輸入交流電6倍頻率的紋波，通過大電容將帶有紋波的電壓波形濾得比較平滑。濾波電容器C其功能是：1)濾平全波整流后的電壓紋波；2)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓保持平穩(wěn)。濾波電容C起著平波和中間儲能的作用，提供電感負(fù)載的無功功率。該電容耐壓應(yīng)高于整流橋輸出電壓，電容理論上講越大越好，但越大投資越高，一般是幾千微法到幾萬微法之間，不宜少于4000，變頻器容量越大，電容C的容量也就越大。1換流方式在逆變電路的工作過程中，電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路的轉(zhuǎn)移稱為換流，也稱為換相。在換流過程中，有的支路要從通態(tài)轉(zhuǎn)移到斷態(tài)，有的支路要從斷態(tài)轉(zhuǎn)移到通態(tài)。從斷態(tài)轉(zhuǎn)移到通態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，無論支路是全控型還是半控型電力電子器件組成，只要給門極適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號，就可以開通。但從通態(tài)轉(zhuǎn)移到斷態(tài)時(shí)的情況就不同。全控型器件可以通過對門極的控制使其關(guān)斷，而對半控型器件的晶閘管來說，就不能通過門極的控制來使其關(guān)斷，必須利用外部條件或采取其他措施才能使其關(guān)斷。要在晶閘管電流過零后再施加一定的時(shí)間的反向電壓，才能使其關(guān)斷。使器件關(guān)斷，主要是使IGBT要比其開通復(fù)雜的多，研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。一般來說，換流方式分為以下幾種：1）器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。2）電網(wǎng)換流（LineCommutation）由電網(wǎng)提供換流電壓。3）負(fù)載換流（LoadCommutation）由負(fù)載提供換流電壓。4）強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管施加反向電壓或反向電流的換流方式。通常利用附加電容上所儲存的能量來實(shí)現(xiàn)，也稱為電容換流。2電壓型逆變電路電壓型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：1）直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。2）由于支路電壓源的箝位作用，交流側(cè)輸出電壓波形位矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。3）當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。如圖3-5可以看了逆變電路的工作原理：穩(wěn)定的440V直流經(jīng)全橋逆變器，逆變成440V的交流方波。當(dāng)，這一對IGBT導(dǎo)通時(shí)，440V電壓加在高頻變壓器原邊，極性上正下負(fù)；當(dāng),這一對IGBT導(dǎo)通時(shí)，440V反向加在高頻變壓器的原邊，極性上負(fù)下正。逆變時(shí)，必須保證，導(dǎo)通時(shí)，，可靠關(guān)斷；反之亦然。因此，在兩路驅(qū)動信號之間，要有一定的死區(qū)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，V1—V6管均關(guān)斷，依此來保證上述要求。圖3-5逆變電路圖第4章控制電路的設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)中的重要部分，它包括了系統(tǒng)的觸發(fā)電路和保護(hù)電路。觸發(fā)控制電路中主要設(shè)計(jì)正弦脈寬調(diào)制波（SPWM）的產(chǎn)生控制以及IGBT的驅(qū)動控制。4.1控制電路單片機(jī)AT89C51及少量的外圍擴(kuò)展接口和SA8282三相SPWM產(chǎn)生器構(gòu)成控制電路。單片機(jī)對SA8282進(jìn)行初始化和輸出脈寬控制、頻率控制，同時(shí)完成對開環(huán)、閉環(huán)控制算法的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理。模擬信號與數(shù)字信號的以及保護(hù)功能的邏輯判斷等，由于SA8282和AT89C51共用一個(gè)石英晶體震蕩器，故同步性能穩(wěn)定，漂移小。單片機(jī)對逆變器輸出電壓的閉環(huán)控制原理如圖4-1所示，單片機(jī)采用PI算法調(diào)節(jié)SA8282參數(shù)從而控制逆變電源輸出電壓。圖4-1觸發(fā)控制結(jié)構(gòu)框圖4.1.1正弦脈寬調(diào)制波（SPWM）的產(chǎn)生原理正弦脈寬調(diào)制波（SPWM）的產(chǎn)生原理如圖4-2所示：圖4-2SPWM的產(chǎn)生原理圖SPWM的產(chǎn)生采用傳統(tǒng)的三角波和正弦波疊加原理，且采用雙極性規(guī)則采樣法II，由于每個(gè)周期的采樣時(shí)刻都是固定的（圖中E點(diǎn)），根據(jù)脈沖電壓對三角載波的對稱性，假設(shè)A相電壓瞬時(shí)電壓表達(dá)示為?？傻妹}寬時(shí)間：而間隙時(shí)間：4.1.2SA8282特性特點(diǎn)SA8282是英國MITEL公司推出的三相SPWM專用控制器，其調(diào)制波形按Asinwt形式，在內(nèi)部ROM中存入對稱的波形數(shù)據(jù)，很方便地同各種微處理器接口。SA8282是全數(shù)字化三相PWM發(fā)生器，頻率范圍寬、精度高，并可與微處理器進(jìn)行接口，同時(shí)能夠完成外圍控制功能，因而可實(shí)現(xiàn)智能化。SA8282原理介紹1）命令寄存部分該部分由總線控制、地址/數(shù)據(jù)總線、暫存器R0～R2、虛擬寄存器R3~R4及24位初始化寄存器和24位控制寄存器構(gòu)成。該部分在工作時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行初始化（從微處理器向初始化寄存器和控制寄存器輸入控制字進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置），然后由微處理器向兩個(gè)24位寄存器輸入命令字，這兩個(gè)寄存器分別被稱為初始化寄存器和控制寄存器。由于總線的數(shù)據(jù)寬度被限制在8位字長，因此要想把數(shù)據(jù)送到一個(gè)24位寄存器，應(yīng)先分三次分別送到三個(gè)暫存寄存器R0、R1、R2中。而數(shù)據(jù)由暫存寄存器R0、R1、R2送到初始化寄存器或控制寄存器是通過虛擬寄存器R3、R4的送數(shù)寫指令來實(shí)現(xiàn)的，R3、R4實(shí)際上不存在，它們只在指令中出現(xiàn)。往R3送數(shù)的寫指令用于將數(shù)據(jù)從R0、R1、R2傳送到控制寄存器，而往R4送數(shù)的寫指令則可將數(shù)據(jù)從R0、R1、R2傳送到初始化寄存器。2）讀取及產(chǎn)生PWM調(diào)制波形部分該部分由地址發(fā)生器、波形ROM及相位和控制邏輯構(gòu)成。由于調(diào)制波形關(guān)于90°、180°、270°對稱所以波形ROM中僅保存了0～90°的波形瞬時(shí)值。工作時(shí)，SA8282可根據(jù)地址發(fā)生器的信號直接從波形ROM中讀取波形數(shù)據(jù),然后通過相位控制邏輯將其組成0～360°的完整波形和三相波形,而不需要處理器進(jìn)行處理。另外通過初始化設(shè)置，實(shí)現(xiàn)最小脈沖寬度、死區(qū)時(shí)間等的設(shè)置，產(chǎn)生設(shè)計(jì)要求的調(diào)制波形。3）三相輸出控制電路SA8282中的每相輸出控制電路均由脈沖取消和脈沖延時(shí)電路構(gòu)成。脈沖取消電路用于去掉脈沖寬度小于取消時(shí)間的脈沖，以保證最小輸出脈沖寬度大于器件的開關(guān)周期。延時(shí)電路可保證死區(qū)間隔，其作用是在改變?nèi)我幌嘀袃蓚€(gè)開關(guān)器件的狀態(tài)時(shí)提供一個(gè)較短的延遲時(shí)間，以使這段時(shí)間里的兩個(gè)開關(guān)都處于關(guān)狀態(tài)，從而防止在轉(zhuǎn)換瞬間橋臂開關(guān)元件出現(xiàn)共通（兩個(gè)開關(guān)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間造成直通短路）現(xiàn)象。波形的產(chǎn)生原理如圖4-3圖4-3SA8282SPWM波形產(chǎn)生原理圖功能介紹SA8282采用28腳DIP封裝，其外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。各引腳的功能為，AD0～AD7是八位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線，用于從微處理器接受地址與數(shù)據(jù)信息。、、ALE(AS)三個(gè)引腳為Intel(MOTOROLA)控制模式，SA8282在工作時(shí)可自動適應(yīng)Intel或MOTOROLA控制模式，當(dāng)ALE(AS)管腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，SA8282內(nèi)部檢測電路將自動鎖存線上的狀態(tài)。如果檢測結(jié)果為低電平，則采用MOTOROLA控制模式；如果檢測結(jié)果為高電平，則采用Intel控制模式。是復(fù)位端，低電平有效；為片選輸入，該控制線可使SA8282與其它外圍接口片共享同一組總線。RPHT、RPHB、YPHT、YPHB、BPHT、BPHB為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平輸出端(即PWM驅(qū)動信號)可分別驅(qū)動三相逆變器的六個(gè)功率開關(guān)器件。為輸出封鎖狀態(tài)指示，用于表明輸出是否被封存，低電平有效。SETTRIP是關(guān)斷觸發(fā)信號輸入端，當(dāng)輸入為高時(shí)，及六個(gè)PWM輸出端將迅速鎖存在低電平狀態(tài)，且只有在復(fù)位時(shí)才能解除。WSS是波形采樣同步端口；ZPPB、ZPPY、ZPPR分別是三相信號的零相位脈沖輸出端。CLX為時(shí)鐘信號輸入端。VDD是+5V偏置電源。Vss接地端。圖4-4SA8282內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳來自單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器或控制寄存器，它們對相控邏輯電路進(jìn)行控制。外部時(shí)鐘輸入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載被與片內(nèi)ROM中的調(diào)制波形進(jìn)行比較，自動生成SPWM輸出脈沖。通過脈沖刪除電路，刪去比較窄的脈沖，因?yàn)檫@樣的脈沖不起任何作用，只會增加開關(guān)管的損耗。通過脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個(gè)開關(guān)管不會在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。片內(nèi)ROM存有正弦波形。寄存器列陣包含3個(gè)8位寄存器和2個(gè)虛擬寄存器。它的虛擬寄存器R3的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入控制寄存器。虛擬寄存器R4的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入初始化寄存器。各寄存器地址如表4-8所列。表4-5各寄存器地址AD2AD1AD0

寄存器功能000R0暫存數(shù)據(jù)001R1暫存數(shù)據(jù)010R2暫存數(shù)據(jù)011R3傳控制數(shù)據(jù)100R4傳初始化數(shù)據(jù)此外，SA8282芯片還具有以下特點(diǎn)：1）適用于英特爾和摩托羅拉兩種總線格式，接口通用性好，編程，操作簡單、方便、快捷。2）應(yīng)用常用的對稱的雙邊采樣法產(chǎn)生PWM波形，波形產(chǎn)生數(shù)字化，無時(shí)漂，無溫漂穩(wěn)定性好。3)在外接時(shí)鐘頻率為12.5MHZ時(shí)載波頻率可高達(dá)24KHZ，可實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行。最小脈寬和死區(qū)時(shí)間通過軟件設(shè)置完成，既節(jié)約了硬件成本,又使修改靈活方便。調(diào)制頻率范圍寬，精度高(12位)，輸出正弦波頻率可達(dá)4KHZ，可實(shí)現(xiàn)高頻率高精度控制及光滑的變頻。4）在電路不變的情況下，通過修改控制暫存器參數(shù)，就可改變逆變器性能指標(biāo)，驅(qū)動不同負(fù)載或工作于不同工況。5）可通過改變輸出SPWM脈沖的相序?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。6）獨(dú)立封鎖端可瞬時(shí)封鎖輸出PWM脈沖亦使微處理器防止突然事件的發(fā)生。其工作過程簡析如下：由于調(diào)制波形關(guān)于90°，180°，270°對稱，故波形ROM中僅有0～90°的波形瞬時(shí)幅值，采樣間隔0.23°，90°內(nèi)共384組8位采樣值存入ROM中，每個(gè)采樣值線性的表達(dá)正弦波的瞬時(shí)值，通過相位控制邏輯，將它組成0～360°的完整波形。該調(diào)制波與載波比較產(chǎn)生三相六路雙極性PWM調(diào)制波形。其經(jīng)脈沖寬度取消電路，將脈沖寬度小于取消時(shí)間的脈沖去掉，再經(jīng)脈沖延時(shí)電路引入死區(qū)時(shí)間，從而保證了在轉(zhuǎn)換瞬間高，低端功率開關(guān)不會出現(xiàn)共同導(dǎo)通現(xiàn)象。SA8282的24位初始化暫存寄存器，可用來設(shè)置輸出波形參數(shù)，例如載波頻率，最小脈寬，

脈沖取消時(shí)間計(jì)數(shù)器置“0”等。一經(jīng)設(shè)置好，運(yùn)行中不允許改變。24位控制寄存器，用來調(diào)整改變調(diào)制波頻率，幅值，輸出關(guān)閉，過調(diào)制選擇，開機(jī)關(guān)機(jī)等.上述設(shè)置和調(diào)整均通過微處理器或微控制器發(fā)出指令，數(shù)據(jù)先存入三個(gè)8位暫存寄存器R0，R1，R2中，然后通過R3和R4分別傳送給24位初始化寄存器和24位控制寄存器。初始化或調(diào)整時(shí)，端要置0。SA8282由外配的微處理器通過復(fù)用MOTEL總線控制，并與外配的微處理器接口。在電路啟動運(yùn)行后,當(dāng)AS/ALE端從低電平變?yōu)楦唠姇r(shí)，內(nèi)部檢測電路鎖存DS/

的狀態(tài)，若檢測結(jié)果為高電平則自動進(jìn)入英特爾模式，若檢測結(jié)果為低電平，則選擇摩托羅拉模式工作，總線連接和定時(shí)信息相對所用微處理器而言，這個(gè)過程在每次AS/ALE變?yōu)楦唠娖綍r(shí)要進(jìn)行，實(shí)際中模式選擇由系統(tǒng)自動設(shè)定。4.1.3單片機(jī)AT89C51最小系統(tǒng)及外圍擴(kuò)展芯片AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS

8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256×8位的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6個(gè)中斷源、低功耗空閑和掉電方式等特點(diǎn)。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，可以滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)采用5V電源電壓，外接12M晶振。89C51單片機(jī)有40條引腳，共分為端口線、控制線、電源線3類。其中端口線分為4組，即P0，P1，P2，P3，系統(tǒng)中僅用P0口和P1口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，P0口主要用于ADC0809之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，構(gòu)成電壓反饋。P1口主要用于給SA8282傳輸初始化數(shù)據(jù)并根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果調(diào)整SA8282的輸出。P3.4口(T0)與SA8282的引腳21（WSS）構(gòu)成頻率反饋。89C51與SA8282的連接如圖4-5所示。圖4-6系統(tǒng)控制電路4.2驅(qū)動電路隨著有些電氣設(shè)備對三相逆變器輸出性能要求的提高及逆變器本身的原因，把逆變單元IGBT的驅(qū)動與保護(hù)和主電路電流的檢測分別由不同的電路來完成。這種驅(qū)動方式既提高了逆變器的性能，又提高了IGBT的工作效率，使IGBT更好地在安全工作區(qū)工作。這樣這類芯片有富士公司的EXB840。4.2.1EXB840功能介紹EXB840集成芯片是一種專用于IGBT的集驅(qū)動、保護(hù)等功能于一體的復(fù)合集成電路。廣泛用于逆變器和電機(jī)驅(qū)動用變頻器、伺服電機(jī)驅(qū)動、UPS、感應(yīng)加熱和電焊設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域。具有以下的特點(diǎn)：1）不同的系列（標(biāo)準(zhǔn)系列可用于達(dá)到10kHz開關(guān)頻率工作的IGBT，高速系列可用于達(dá)到40kHz開關(guān)頻率工作的IGBT）。2）內(nèi)置的光耦可隔離高達(dá)2500V/min的電壓。3）單電源的供電電壓使其應(yīng)用起來更為方便。4）內(nèi)置的過流保護(hù)功能使得IGBT能夠更加安全地工作。5）具有過流檢測輸出信號。6）單列直插式封裝使得其具有高密度的安裝方式圖4-7給出了EXB840的功能方框圖圖4-7EXB840功能方框圖EXB840的使用特點(diǎn)：1）EXB840的驅(qū)動芯片是通過檢測IGBT在導(dǎo)通過程中的飽和壓降來實(shí)施對IGBT的過電流保護(hù)的。對于IGBT的過電流處理完全由驅(qū)動芯片自身完成，對于電機(jī)驅(qū)動用的三相逆變器實(shí)現(xiàn)無跳閘控制有較大的幫助。2）EXB840的驅(qū)動芯片對IGBT過電流保護(hù)的處理采用了軟關(guān)斷方式，因此主電路的比硬關(guān)斷時(shí)小了許多，這對IGBT的使用較為有利，是值得重視的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。3）EXB840驅(qū)動芯片內(nèi)集成了功率放大電路，這在一定程度上提高了驅(qū)動電路的抗干擾能力。4）EXB840的驅(qū)動芯片最大只能驅(qū)動1200V/300A的IGBT，并且它本身并不提倡外加功率放大電路，另外，該類芯片為單電源供電，IGBT的關(guān)斷負(fù)電壓信號是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的－5V信號，容易受到外部的干擾。4.2.2驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)在電路的設(shè)計(jì)過程中，注意以下幾個(gè)方面的問題：1）IGBT柵射極驅(qū)動電路接線必須小于1m；2）IGBT柵射極驅(qū)動電路接線應(yīng)為雙絞線；3）如想在IGBT集電極產(chǎn)生大的電壓尖脈沖，那么增加IGBT柵極串聯(lián)電阻（Rg）即可；4）應(yīng)用電路中的電容C1和C2取值相同，對于EXB840來說，取值為33μF。該電容用來吸收由電源接線阻抗而引起的供電電壓變化。它不是電源濾波器電容。圖4-8IGBT的驅(qū)動電路第5章保護(hù)電路保護(hù)電路用于當(dāng)電源出現(xiàn)異常情況時(shí)保護(hù)設(shè)備以及電源本身。當(dāng)主回路中發(fā)生過載，過壓等異常狀況時(shí)，停止電路元件的工作。保護(hù)電路能有效的保護(hù)逆變器件和負(fù)載不被損壞。5.1過流保護(hù)回路設(shè)計(jì)5.1.1產(chǎn)生原因及危害過流保護(hù)不僅直接關(guān)系到IGBT器件本身的工作特性和運(yùn)行安全，而且影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能和安全。它包括短路和過流保護(hù)兩種，控制回路誤動作或誤配線等都會造成逆變器上、下橋臂直通等短路事故。短路電流流過逆變器的開關(guān)器件，會使元件燒壞，因此，必須在很短的時(shí)間內(nèi)（1~2）封鎖PWM驅(qū)動信號輸出，使逆變器停止工作，同時(shí)，還應(yīng)使輸入側(cè)電源開關(guān)跳閘。短路電流的整定值一般為逆變器輸出額定電流的200%~300%，超過逆變器額定電流200%以上的電流應(yīng)立即采取保護(hù)措施。當(dāng)逆變器內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，電流變化非常大，因此必須快速檢測出過流信號。一般采用霍爾元件快速檢測電流，其檢測點(diǎn)可設(shè)置在中間直流母線、逆變器輸出電路或IGBT開關(guān)器件上。5.1.2過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路原理如圖5-5所示，過流信號來自霍爾元件對逆變器三個(gè)橋臂上IGBT元件上電流的采樣（采樣時(shí)間為）。圖5-1過流保護(hù)原理圖5.1.3當(dāng)在某一橋臂上發(fā)生過流時(shí)，比較器LM319()輸出高電平，經(jīng)反向器CD4049()輸出低電平，指示燈LED3亮，顯示故障，經(jīng)與非門74HC30輸出高電平，關(guān)閉驅(qū)動電路，同時(shí)繼電器動作，斷電。中間繼電器的觸點(diǎn)可連接在電源側(cè)，使主電源掉閘關(guān)斷，切斷后面裝置和主電源的聯(lián)系，從而起到保護(hù)電路的目的。5.2泵升電壓保護(hù)回路在主回路中，直流電源電壓兩端并聯(lián)較大容量的電解電容器、，它除了可以減小直流電源電壓的脈動外，還可以作儲能用。由于逆變器直流側(cè)采用三相不可控整流，交流電動機(jī)減速或停車時(shí)，存儲在電動機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載中的機(jī)械能不可能回饋給電網(wǎng)；因此，電流必須經(jīng)過逆變器中IGBT外部并聯(lián)的續(xù)流二極管反饋至中間直流電路，對電容充電，由于電容的容量有限，充電將使C、端電壓升高，形成所謂的“泵升電壓”。圖5-2泵升電壓現(xiàn)象5.3過（欠）壓保護(hù)回路的設(shè)計(jì)5.3.1過壓保護(hù)電路產(chǎn)生原因及危害1）電網(wǎng)輸入電壓長時(shí)間過高；2）減速過快，引起泵升電壓過高，當(dāng)超過IGBT的安全工作電壓時(shí)就可能造成開關(guān)器件的損壞；3）我國電網(wǎng)電壓的線性度較差，在重負(fù)載時(shí)，線電壓通常小于380V，而在用電低谷期時(shí)，線電壓高達(dá)440V，如此大的電壓變化范圍，會導(dǎo)致直流回路過電壓，同樣會損壞IGBT。過壓保護(hù)回路設(shè)計(jì)的過壓保護(hù)電氣原理圖如圖5-3圖5-3過（欠）壓電路原理圖直流電壓保護(hù)信號取自主回路濾波電容器兩端，經(jīng)電容器分壓后獲得，為防止高壓信號進(jìn)入控制電路，采用光電耦合電路，直流電壓保護(hù)動作限定在670V以上。工作原理正常情況下，采樣電壓小于給定電壓，比較器輸出低電平，經(jīng)反向器CD4090輸出高電平，指示燈不亮。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，采樣電壓經(jīng)與非門CD4090輸出低電平，過壓指示燈LED1亮，同時(shí)，過壓信號經(jīng)與非門74HC30輸出信號SET，送至鎖存器74HB66封鎖驅(qū)動脈沖輸出。5.3.2緩沖吸收回路設(shè)計(jì)緩沖吸收電路的設(shè)計(jì)很重要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不合適，會使吸收電路有很大損耗。然而吸收電路的設(shè)計(jì)主要還是靠經(jīng)驗(yàn)而不是理論計(jì)算，這是由于需要吸收電路區(qū)改善的波形主要是由電路中存在的寄生元件引起的。吸收電路應(yīng)該在電路實(shí)際搭建好以后才設(shè)計(jì)，即從己確定的印制電路板、變壓器、功率開關(guān)管以及整流器的參數(shù)來構(gòu)建吸收電路雛形，這樣寄生參數(shù)就能很接近實(shí)際情況。緩沖電路通常IGBT的開關(guān)時(shí)間約為當(dāng)IGBT由通態(tài)迅速關(guān)斷時(shí)，有很大的產(chǎn)生，在主回路的布線電感上引起較大的尖峰電壓，如圖5-4所示圖5-4IGBT關(guān)斷時(shí)的動作波形這個(gè)尖峰電壓與直流電壓疊加后，加在關(guān)斷的IGBT的C-E之間。如果峰值電壓很大，可能使疊加后的超出反向安全工作區(qū)，或者由于過大，而引起誤導(dǎo)通，兩者都有損于IGBT；為此，在IGBT上加入緩沖電路。本設(shè)計(jì)中采用的是沖放電型RCD緩沖電路，其電路圖如圖5-5所示圖5-5IGBT緩沖電路原理圖緩沖電路參數(shù)選擇1）吸收電容吸收電容可采用下面公式計(jì)算式中，；（額定值）；；(交流220V電網(wǎng))或800V(交流380V電網(wǎng))。將上述數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算出電容；所以可以選擇的無感電容。2）緩沖電阻緩沖電阻要求：IGBT關(guān)斷時(shí)，上積累電荷的90%能及時(shí)釋放掉。不宜過大，如太大，放電時(shí)間過長，電不能完全放掉；但太小，在器件導(dǎo)通時(shí)，放電電流過大、過快，可能危及器件的安全，也可能引起振蕩，IGBT導(dǎo)通時(shí)，電流增加。一般電流選擇下面公式緩沖電阻產(chǎn)生的功耗與阻值無關(guān)，可由下式確定：式中，系數(shù)10是電阻瓦特?cái)?shù)的裕度系數(shù)，以防止溫度過高；是開關(guān)頻率。將數(shù)據(jù)代入上述公式，可選電阻為。3）緩沖二極管緩沖二極管過渡時(shí)，正向電壓降低，是關(guān)斷時(shí)尖峰電壓產(chǎn)生的主要原因之一；另外，緩沖二極管逆向恢復(fù)時(shí)間直接影響到緩沖吸收電路的開關(guān)損耗；因此，應(yīng)選擇過渡電壓低、逆向恢復(fù)時(shí)間短、逆向恢復(fù)特性較軟的二極管。根據(jù)此要求，本設(shè)計(jì)中選擇的緩沖二極管型號為MUR8100。結(jié)束語逆變電源設(shè)備廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防設(shè)施及人民生活等各個(gè)方面，是電子設(shè)備和機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對逆變電源主電路、控制電路等電氣控制電路環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)以及對電路元件參數(shù)的計(jì)算與選擇，了解了逆變電源設(shè)計(jì)的全過程，鞏固和加強(qiáng)了本專業(yè)的專業(yè)理論知識，同時(shí)設(shè)計(jì)也滿足了現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的要求，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。在設(shè)計(jì)過程中，控制電路的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。設(shè)計(jì)控制電路的目的是通過驅(qū)動、放大電路控制系統(tǒng)主電路中功率開關(guān)元件的通斷，使系統(tǒng)裝置可靠工作。另外，由于設(shè)計(jì)時(shí)間倉促和知識的有限，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也存在著和一些需要解決的問題。這些都需要以后在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)、探索和積累經(jīng)驗(yàn)加以解決?？傊井厴I(yè)設(shè)計(jì)在理論上是可行的，但在具體應(yīng)用時(shí)還需要不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)思路，提高設(shè)計(jì)方法，解決實(shí)際中遇到的新問題。參考文獻(xiàn)[1]劉風(fēng)君.正弦波逆變器[M].北京：科學(xué)出版社，2002[2]曲學(xué)基等.逆變技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.1[3]劉鳳君.現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.9[4]黃俊等.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[5]徐德鴻.開關(guān)電源設(shè)計(jì)指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[6]劉鳳君.逆變器用整流電源[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10[7]陳道煉.DC-AC逆變技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.11[8]楊旭等.開關(guān)電源技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3[9]周志敏.開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2003[10]曲學(xué)基等.穩(wěn)定電源電路設(shè)計(jì)手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.10[11]李愛文.現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用[M].上海，科學(xué)出版社，2000[12]劉賢興.新型智能開關(guān)電源技術(shù)[M].北京，機(jī)械工來出版社，2003[13]李愛文.張承慧主編.現(xiàn)代逆變技術(shù)及起應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2000[14]李宏文.自動化專業(yè)英語[M].北京，機(jī)械出版社，2000[15]ZhuangM，AthertonDP．AutomaticTuningofOptimumPIDControllers[J]．ProcIEE，PartD，1993（40）：216—244．致謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。致謝四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮枺闹惺菬o盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去?；厥姿哪辏〉昧诵┰S成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝。

致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以及論文的撰寫是在指導(dǎo)老師李春菊老師悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。李老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的求索精神和科學(xué)務(wù)實(shí)的作風(fēng)令我受益終生。在設(shè)計(jì)過程中李老師在各個(gè)方面給了我極大的關(guān)懷和幫助，讓我很好的完成本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在李老師的嚴(yán)格要求下，我對電力電子技術(shù)的理解逐漸加深，眼界和思路大大拓寬。謹(jǐn)向李春菊老師表示衷心的感謝。同時(shí)，還要感謝教研室各位老師及同學(xué)在學(xué)習(xí)上和生活上給予我極大地支持與幫助最后，在我的大學(xué)時(shí)代即將結(jié)束之際，我要感謝所有指導(dǎo)、關(guān)心、幫助過我的老師、同學(xué)和朋友，以及給我不斷鼓勵(lì)和支持的家人。電氣工程0404陳欣寧2008年6月10日附錄系統(tǒng)電氣原理圖基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制