psim 全桥逆变电路仿真

psim 全桥逆变电路仿真
psim 全桥逆变电路仿真

现代电力电子全桥逆变电路仿真

一、电路图:

二、仿真原理:

利用调制电路将三角波和正弦波比较得到PWM波,用PWM波控制可控开关IGBT1、2、3、4的通断。

(1)、当IGBT1、3导通时,输出高电平。

(2)、当IGBT2、4导通时,输出低电平。

最后进过RLC滤波形成交流电。

三、参数:

三角波参数:

正弦波参数:

电感参数:

电阻参数:

电容参数:

四、仿真结果

三角波与正弦波波形

滤波后输出电压波形

单相全桥逆变电路原理

单相全桥逆变电路原理 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

单相全桥型逆变电路原理 电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成,共4个桥臂,桥臂1和4为一对,桥臂2和3为另一对,成对桥臂同时导通,两对交替各导通180° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同,也是矩型波,但幅值 高出一倍,Um=Ud 输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同,幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间,分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间 + - VD 3 VD 4

单相半桥电压型逆变电路工作波形 全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的, 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数,得 其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为 上述公式对半桥逆变电路也适用,将式中的ud 换成Ud /2 uo 为正负电压各为180°的脉冲时,要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现 O ON u o U - U m i o VD 1 VD 2 VD 1 VD 2 采用移相方式调节逆变电路的输出电压

t 1时刻前V 1和V 4导通,输出电压u o 为u d t 1时刻V 3和V 4栅极信号反向,V 4截止,因i o 不能突变,V 3不能立即导通,VD 3导通续流,因V 1和VD 3同时导通,所以输出电压为零 各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形 u u u u u i o o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度 ? 各IGBT 栅极信号为180°正偏, 180°反偏,且V 1和V 2栅极信号互补,V 3和V 4栅极信号互补 ? V 3的基极信号不是比V 1落后 180°,而是只落后 ( 0< <180°) ? V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1 的前移180°- ? VD 3 VD 4

单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真

摘要 逆变电路是P W M控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式P WM逆变电路的理论基础上,采用Ma t la b的可视化仿真工具S i mu lin k建立单相桥式单极性控制方式下P W M逆变电路的仿真模型,通过动态仿真,研究了调制深度、载波频率对输出电压、负载上电流的影响;并分析了输出电压、负载上电流的谐波特性。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术教学和研究中提供了一种较好的辅助工具。 关键词:Matlab/Simulink;PWM逆变电路;动态仿真;建模;

前言 PWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的技术,现在大量应用的逆变电路中,绝大部分都是PWM型逆变电路。为了对PWM型逆变电路进行分析,首先建立了逆变器控制所需的电路模型,采用IGBT作为开关器件,并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析,运用MATLAB中的SIMULINK对电路进行了仿真,给出了仿真波形,并运用MATLAB提供的powergui模块对仿真波形进行了FFT分析(谐波分析)。通过仿真分析表明,运用PWM控制技术可以很好的实现逆变电路的运行要求。

目录 摘要 (1) 前言 (2) 一逆变电路相关概述 (4) 1.1 .MATLAB的介绍 (4) 1.2 PWM技术 (4) 1.3PWM控制方法 (5) 二主电路工作原理说明 (10) 2.1 PWM控制的基本原理 (10) 三主电路设计的详细过程 (12) 四仿真模型的建立及各模块参数设置 (14) 4.1单极性PWM控制发生电路模型 (14) 4.2单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路 (16) 五、总结 (23) 参考文献 (24) 七、体会 (25)

单相全桥逆变电路原理

单相全桥型逆变电路原理 电压型全桥逆变电路可瞧成由两个半桥电路组合而成,共4个桥臂,桥臂1与4为一对,桥臂2与3为另一对,成对桥臂同时导通,两对交替各导通180° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形与半桥 电路的波形uo 形状相同,也就是矩型波,但幅值 高出一倍,Um=Ud 输出电流io 波形与半桥电路的io 形状相同,幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间,分别对应VD1与VD4、V1与V4、VD2与VD3、V2与V3相继导通的区间 + - VD 3 VD 4

单相半桥电压型逆变电路工作波形 全桥逆变电路就是单相逆变电路中应用最多的, 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数,得 其中基波幅值Uo1m 与基波有效值Uo1分别为 上述公式对半桥逆变电路也适用,将式中的ud 换成Ud /2 uo 为正负电压各为180°的脉冲时,要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现 d d o1m 27.14U U U == π d d 1o 9.022U U U == π O ON u o U - U m i o VD 1 VD 2 VD 1 VD 2 ?? ? ??+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o

t 1时刻前V 1与V 4导通,输出电压u o 为u d t 1时刻V 3与V 4栅极信号反向,V 4截止,因i o 不能突变,V 3不能立即导通,VD 3导通续流,因V 1与VD 3同时导通,所以输出电压为零 各 IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形 u u u u u i o o ? 各IGBT 栅极信号为180°正 偏,180°反偏,且V 1与V 2栅极信号互补,V 3与V 4栅极信号互补 ? V 3的基极信号不就是比V 1落后 180°,而就是只落后θ ( 0< θ <180°) ? V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1 采用移相方式调节逆变电路的输出电压

PWM-逆变器设计与仿真

PWM-逆变器设计与仿真

摘要 随着电力电子技术的不断发展,电力电子技术的各种装置在国民经济各行各业中得到了广泛应用。从电能转换的观点,电力电子的装置涵盖交流——直流变换、直流——交流变换、直流——直流变换、交流——交流变换。比如在可控电路直流电动机控制,可变直流电源等方面都得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。由于电力电子技术中有关电能的变换与控制过程,内容大多涉及电力电子各种装置的分析与大量的计算、电能变幻的波形分析、测量与绘制等,这些工作特别适合Matlab的使用。本次设计的题目是基于PWM逆变器的设计与仿真,所以在此次仿真就用的是Matlab软件,建立了基于Matlab的单相桥式SPWM逆变电路,采用IGBT作为开关器件,并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析,运用MATLAB中的simulink/simupowersystems对电路进行了仿真,给出了仿真波形,并运用MATLAB提供的powergui模块,分别用单极性SPWM和双极性SPWM的动态模型给出了仿真的实例与仿真结果,验证了模型的正确性,并展现了Matlab仿真具有的快捷,灵活,方便,直观的以及Matlab绘制的图形准确、清晰、优美的优点,从而进一步展示了Matlab的优越性。 关键字:PWM逆变器单极性SPWM 双极性SPWM MATLAB仿真

目录 摘要 绪论 (1) 第1章 MATLAB软件 (3) 1.1软件的介绍 (3) 1.2 电力电子电路的Matlab仿真 (4) 1.2.1实验系统总体设计 (5) 1.2.2电力电子电路Simulink仿真d特点 (5) 第2章逆变主电路的方案论证与选择 (6) 第3章 PWM逆变器的工作原理 (9) 3.1 PWM控制理论基础 (9) 3.1.1面积等效原理 (9) 3.2 PWM逆变电路及其控制方法 (11) 3.2.1计算法…………………………………………………… 11 3.2.2调制法…………………………………………………… 11 3.2.3 SPWM控制方式………………………………………… 15 第4章单相桥式PWM逆变器的仿真 (18) 4.1单相桥式PWM逆变器调制电路的Simulink模型 (18) 4.1.1单极性SPWM仿真模型图 (18)

基于PI控制方式的9A开关电源Psim仿真研究

基于PI控制方式的9A开关电源Psim仿真研究 学院:电光学院 专业:电气工程及其自动化 班级: 姓名: 学号:

一、引言 Buck变换器最常用的变换器,工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族,现以Buck变换器为例,依据不同负载电流的要求,设计主功率电路,并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。开关调节系统常见的控制对象,包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定,需要引入一个负反馈。粗略的讲,只要使用一个高增益的反相放大器,就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。这次的课程设计,根据不同的负载电流、控制方式、仿真软件,每个人可以从中学到很多。 二、实验目的 (1)了解Buck变换器基本结构及工作原理; (2) 掌握电路器件选择和参数的计算; (3)学会使用psim仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真; (4)学会使用psim仿真软件对控制环节的仿真技术; (5)学会分析系统的静态稳压精度和动态响应速度。 三、技术指标 ):10V 输入直流电压(V IN

输出电压V :5V O :9A 输出电流I N :50mV 输出电压纹波V rr 基准电压V :1.5V ref :100KHZ 开关频率f s 四、主电路的功率设计

(1)滤波电容参数计算 输出纹波电压只与电容C 的大小有关及Rc 有关: N rr L rr C I V i V R 2.0=?= (1) 电解电容生产厂商很少给出ESR ,而且ESR 随着电容的容量和耐压变化很大,但是C 与Rc 的乘积趋于常数,约为F Ω*80~50μ。本例中取为F Ω*75μ。由式(1)可得Rc=27.78m Ω,C=2707μF 。 (2)滤波电感参数计算 当开关管导通与截止时变换器的基尔霍夫电压方程分别如式(2)、(3)所示: ON L ON L O IN T i L V V V V ?=--- (2) OFF L D L O T i L V V V ?=++ (3)

PWM_逆变器设计与仿真

摘要 随着电力电子技术的不断发展,电力电子技术的各种装置在国民经济各行各业中得到了广泛应用。从电能转换的观点,电力电子的装置涵盖交流——直流变换、直流——交流变换、直流——直流变换、交流——交流变换。比如在可控电路直流电动机控制,可变直流电源等方面都得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。由于电力电子技术中有关电能的变换与控制过程,内容大多涉及电力电子各种装置的分析与大量的计算、电能变幻的波形分析、测量与绘制等,这些工作特别适合Matlab的使用。本次设计的题目是基于PWM逆变器的设计与仿真,所以在此次仿真就用的是Matlab软件,建立了基于Matlab的单相桥式SPWM逆变电路,采用IGBT作为开关器件,并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析,运用MATLAB中的simulink/simupowersystems对电路进行了仿真,给出了仿真波形,并运用MATLAB提供的powergui模块,分别用单极性SPWM和双极性SPWM的动态模型给出了仿真的实例与仿真结果,验证了模型的正确性,并展现了Matlab仿真具有的快捷,灵活,方便,直观的以及Matlab绘制的图形准确、清晰、优美的优点,从而进一步展示了Matlab的优越性。 关键字:PWM逆变器单极性SPWM 双极性SPWM MATLAB仿真

目录 摘要 绪论 (1) 第1章 MATLAB软件 (3) 1.1软件的介绍 (3) 1.2 电力电子电路的Matlab仿真 (4) 1.2.1实验系统总体设计 (5) 1.2.2电力电子电路Simulink仿真d特点 (5) 第2章逆变主电路的方案论证与选择 (6) 第3章 PWM逆变器的工作原理 (9) 3.1 PWM控制理论基础 (9) 3.1.1面积等效原理 (9) 3.2 PWM逆变电路及其控制方法 (11) 3.2.1计算法 (11) 3.2.2调制法 (11) 3.2.3 SPWM控制方式 (15) 第4章单相桥式PWM逆变器的仿真 (18) 4.1单相桥式PWM逆变器调制电路的Simulink模型 (18) 4.1.1单极性SPWM仿真模型图 (18) 4.1.2 双极性SPWM仿真模型图 (19) 4.2 仿真参数的设定及仿真图的分析 (19) 4.2.1 单极性SPWM的仿真及分析 (19)

Buck-boost变换器建模及仿真

Buck-boost 变换器建模及仿真 1、Buck-boost 变换器平均开关模型 利用平均开关网络法推导buck —boost 变换器的平均开关模型,Buck-boost 变换器电路图如图1所示,这里开关管的导通电阻为 ,二极管的前向导通压降为0.8v 。 g V )(t v 图1 Buck-boost 变换器电路 图中,虚线框内为开关网络,它是一个二端口网络,共有 、 、 和 四个变量,选定其中两个变量作为输入变量,则余下两个变量可以由输入 变量表示出来。在此,我们选择 和 作为输入变量。接下来我们要求出 这四个变量的在一个周期内的平均值,首先根据图1画出它们在一个周期内的波形图,如图2所示。 ) (1t v s dT s T (1i s dT s )(1t i )(2t i )(1t v on R )(2t v )(1t i )(2t v

图2 开关网络电压电流的曲线图 根据图2,写出)(1t i 、)(2t i 、)(1t v 、)(2t v 在一个周期内平均值: (1) (2) (3) (4) 由式(3)与(4)得 (5) 将公式(1)与(5)代入(3)中得 (6)将公式(6)中两边的)(1t v 合并得到下面式子: (7) 由(1)与(2)得 (8) ])([) () (')()()(211D T T on T V t v t d t d t i t d R t v s s s +><+><=><= ><)()()(')(12 (2v D (2t i s s s T T t i t d t i ><=><)()()(1s s T T t i t d t i ><=><)()(')(2))()((')()()(11s s s T C D g on T T t V V V t d R t i t d t v ><-++><=><-><-=><-=><+><)()()(121)2111)()()((')()(D T T on T T V t v t v t d R t i t v s s s s +><+><+>=<><

单相全桥逆变电路毕业设计

2008级应用电子技术 毕业设计报告 设计题目单相电压型全桥逆变电路设计姓名及 学号 学院 专业应用电子技术 班级2008级3班 指导教师老师 2011年05月1日

题目:单相电压型全桥逆变电路设计

目录 第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 (4) 第二章设计方案及其原理 2.1电压型逆变器的原理图 (5) 2.2电压型单相全桥逆变电路 (6) 第三章仿真概念及其原理简述 3.1 系统仿真概述 (6) 3.2 整流电路的概述 (8) 3.3 有源逆变的概述 (8) 3.4逆变失败原因及消除方法 (9) 第四章参数计算 4.1实验电路原理及结果图 (10) 第五章心得与总结 (14) 参考文献 (15)

第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 正电路广泛应用于工业中。整流与逆变一直都是电力电子技术的热点之一。桥式整流是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。常用来将交流电转化为直流电。从整流状态变到有源逆变状态,对于特定的实验电路需要恰到好处的时机和条件。基本原理和方法已成熟十几年了,随着我国交直流变换器市场迅猛发展,与之相应的核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注的焦点。 目前,整流设备的发展具有下列特点:传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。系统的设计已经由固定式演化成模块化,以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用,为分散供电创造了条件。从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。高频开关整流器采用模块化设计、N1配置和热插拨技术,方便了系统的扩展,有利于设备的维护。由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器,使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。新旗舰、新技术、新材料的应用,使高频开关整流器跃上了一个新台阶。

pwm逆变电路仿真

题目如下: 使用IGBT完成逆变电路仿真,直流电压300V。阻感负载,电阻值1Ω,电感值3mH。调制深度m=0.5。输出基波频率50Hz,载波频率为基频15倍,即750Hz。分别按下列要求仿真输入输出波形,进行谐波傅里叶分析。绘制主要器件的工作波形。 1,单极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真,及双极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真。对比两种调制方式的不同。 题目中需要做单极性与双极型SPWM的单相全桥逆变电路仿真,那么首先了解一下SPWM的原理。 SPWM控制的基本原理 PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形。PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛,对逆变电路的影响也最为深刻,PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础,即在采样控制中,冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时,其效果基本相同。其中,冲量指的是窄脉冲的面积;效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。如图1.1所示,三个窄脉冲形状不同,但是它们的面积都等于1, 图1.1 SPWM控制如下:

如图1-2是单相PWM逆变电路VT1~VT4是四个IGBT管,VD1~ VD4是四个二极管,调制电路作为控制电路控制IGBT导通与关断来得到所需要的波形。 图1-2 计算法和调制法: SPWM逆变电路主要有两种控制方法:计算法和调制法。计算法是将PWM脉冲宽度的波形计算出来,显然这种方法是很繁琐的,不采用。调制法是用一个三角波作为载波,将一正弦波作为调制信号进行调制。我们采用调制法。因为等腰三角波上下宽度与高度呈线性关系且左右对称,当它与一个平缓变化的正弦调制信号波相交时,在交点时刻就可以得到宽度正比于正弦信号波幅度的脉冲 单极性与双极型的控制方法如下: 1单极性PWM控制方式: 如图1-3所示,在u r和u c的交点时刻控制IGBT的通断 u r正半周,VT1保持通,VT2保持断 . 当u r>u c时使VT4通,VT3断,u o=u d当u r

电流源型单相全桥逆变电路

电流源型单相全桥逆变电路的设计 摘要 本次设计说明书首先介绍了电流源型单相全桥逆变电路的特点和原理,用单相桥式电流型逆变电路的原理图说明了该电路是采用负载换相方式工作的,要求负载电流略超前于负载电压,又详细分析该电路的工作过程,并用图给出该逆变电路的工作波形。最后根据以上分析运用仿真软件PSIM对电路进行仿真设计,得到波形图。 关键词:电流源型单相电路,逆变电路,PSIM仿真 ' 目录

. 1.电流源型单相全桥逆变电路研究-----------------------------------------3 逆变电路介绍----------------------------------------------------3 电流型逆变电路的主要特点----------------------------------------3 电流源型单相全桥逆变电路----------------------------------------3 电流源型单相全桥逆变电路工作过程--------------------------------4 2.电流源型单相全桥逆变电路设计------------------------------------------7 电路设计原理----------------------------------------------------7 电路仿真图------------------------------------------------------7 3.参数设定及仿真结果----------------------------------------------------8 直流侧仿真------------------------------------------------------8 ) 参数设定-------------------------------------------------8 仿真结果-------------------------------------------------8交流侧仿真------------------------------------------------------8 参数设定-------------------------------------------------8 仿真结果-------------------------------------------------9 4.小结------------------------------------------------------------------9 5.参考文献--------------------------------------------------------------10 :

psim_opampsim运放仿真

Op-Amp Simulation – Part II EE/CS 5720/6720 This assignment continues the simulation and characterization of a simple operational amplifier. Turn in a copy of this assignment with answers in the appropriate blanks, and Cadence printouts attached. All problems to be turned in are marked in boldface. For the following problems, use the two-stage op amp you simulated in the previous assignment, using the same value of C C and the same lead compensation transistor you arrived at. For all simulations below, load the amplifier with R L = 1M ? in parallel with C L = 30pF. 1. Common-mode gain; CMRR Common-mode gain measures how much the output changes in response to a change in the common-mode input level. Ideally, the common-mode gain of an op amp is zero; the amplifier should ignore the common-mode level and amplify only the differential-mode signal. Let’s measure the common-mode gain of our op amp. In order to measure the common-mode gain in the open-loop condition, we have to once again “balance” our high-gain op amp very carefully to keep V OUT ≈ 0, just like we did in the last assignment when we measured the transfer function. Remember, we do this by adding a dc voltage source V OS in series with one of the inputs. This voltage source is set to the input offset voltage so that if no other signal is present, the output voltage will be approximately zero. Now, with this adjustment in place, we tie the two inputs together and apply an ac signal v IN , as shown below. L v OUT v IN V OS Plot the common-mode gain (in dB) transfer function of the op amp over the frequency range 1Hz – 100MHz. Plot at least 50 points per decade of frequency for good resolution. Turn in this plot. What is the common-mode gain at 10 Hz? ____________________ What is the common-mode gain at 100 kHz? ____________________ An important figure of merit in op amp design is the common-mode rejection ratio , or CMRR . CMRR is defined as the differential-mode gain divided by the common-mode gain. (Remember, if you express your gains in the logarithmic units of dB, subtraction is

三相桥式PWM逆变电路

湘潭大学 课程设计报告书题目:三相桥式PWM逆变电路设计 学院信息工程学院 专业自动化 学生 同组成员 指导教师 课程编号 课程学分 起始日期

目录 一、课题背景 (1) 二、三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (2) 三、SPWM逆变器的工作原理 (3) 1.工作原理 (4) 2.控制方式 (5) 3.正弦脉宽调制的算法 (8) 四、MATLAB仿真分析 (17) 五、电路设计 (11) 1.主电路设计 (11) 2.控制电路设计 (12) 3.保护电路设计 (14) 4.驱动电路设计 (15) 六、实验总结 (21) 附录 (22) 参考文献 (23)

三相桥式SPWM逆变电路设计 一、课题背景 随着电力电子技术的飞速发展,正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中,与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面:一是稳态精度高;二是动态性能好。因此,研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略,已成为电力电子领域的研究热点之一。 在现有的正弦波输出变压变频电源产品中,为了得到SPWM波,一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率),从而产生了较大的开关损耗,开关频率越高,损耗越大。本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM 调制方式及数字化控制策略进行了研究,以SG3525为主控芯片,以期得到一种较理想的调制方法,实现逆变电源变压、变频输出。 正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装 置被广泛地应用于国民经济生产生活中 ,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源 UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源 EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源 SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新 ,特别是以绝缘栅极双极型晶体管 IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现 ,大大简化了正弦逆变电源的换相问题 ,为各种 PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法 ,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制. 电力电子器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展,与其他电力电子器件相比,IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点,为了达到这些高性能,采用了许多用于集成电路的工艺技术,如外延技术、离子注入、精细光刻等。 IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它的并联不成问题,由于本身的关断延迟很短,其串联也容易。尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛,但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题,其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度,另外,绝缘材料的缺陷也是一个问题。

基于PID控制方式9A开关电源Psim仿真研究

基于PID控制方式9A开关电源Psim仿真 研究 学院:电气与光电工程学院 专业:电气工程及其自动化 班级:13电卓 姓名:唐修亮 学号:13020425

绪论 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以高效率、小体积、重量轻、安全可靠等特点,以用来作为电脑、家电、通信设备等现代化用电设备的电源,为世界电子工业产品的小型化、轻型化、集成化作出了很大的贡献,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关调节系统常见的控制对象,包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定,需要引入一个负反馈。粗略的讲,只要使用一个高增益的反相放大器,就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言,对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况,需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节,这样就使问题变得复杂了。例如,已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢,如果控制的响应速度也缓慢,使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓;相反如果加快控制

器的响应速度,则又会使系统出现振荡。所以,开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求,这就需要一定的技巧,设计出合理的控制器,用控制器来改造控制对象的特性。 常用的控制器有比例积分(PI)、比例微分(PD)、比例-积分-微分(PID)等三种类型。PI控制器可以提供超前的相位,对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利,但不利于改善系统的控制精度;PI控制器能够保证系统的控制精度,但会引起相位滞后,是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性。PID控制器兼有二者的优点,可以全面提高系统的控制性能,但实现与调试要复杂一些。本文中介绍基于PID控制器的Buck电路设计。 一.设计要求及设计背景 1.设计要求 依据技术指标设计主功率电路,采用参数扫描法,对所设计的主功率电路进行仿真; 掌握小信号建模的方法,建立Buck变换器原始回路增益函数; 采用Matlab绘制控制对象的Bode图; 根据控制对象的Bode图,分析所需设计的补偿网络特性进行补偿网络设计。 采用所选择的仿真软件进行系统仿真,要求有突加、突卸80%负载和满载时的负载特性,分析系统的静态稳压精度和动态响应速度。 2.设计背景 Buck变换器最常用的变换器,工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族,其优点有输出电流纹波小,结构简单,变比可调,实现降压的

单相桥式逆变电路设计

《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:电气与信息工程学院 学生姓名: 指导教师:桂友超职称副教授 专业:电气工程及其自动化 班级: 完成时间: 2014年6月

电力电子技术》课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过课程设计达到以下目的 1、加强和巩固所学的知识,加深对理论知识的理解; 2、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料; 3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力; 4、培养学生综合运用知识的能力和工程设计能力; 5、培养学生运用仿真软件的能力和方法; 6、培养学生科技写作水平。 二、课程设计的主要内容 1、关于本课程学习情况简述 2、主电路的设计、原理分析和器件的选择; 3、控制电路的设计; 4、保护电路的设计; 5、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。 三、课程设计的要求 1、通过查阅资料,确定自己的设计方案; 2、按学号尾数定课题,即课题一的学号尾数为1,以此类推。自拟参数不能雷同; 3、要求最后图纸是标准的CAD图; 4、课程设计在第18周五前交上来。 四、课题 1、课题一:单相桥式可控整流电路的设计 已知单相交流输入交流电压220V,负载自拟,要求整流电压在0~100V连续可调,其它性能指标自定。 2、课题二:三相半波可控整流电路的设计 已知三相交流输入线电压380V,要求整流电压在0~100V连续可调,负载自拟,其它性能指标自定。 3、课题三:三相桥式可控整流电路的设计

已知三相交流输入线电压380V,要求整流电压在0~100V连续可调,负载自拟,其它性能指标自定。 4、课题四:直流降压斩波电路的设计 已知直流输入电压200V,负载自拟,要求输出电压在50~100V可调,其它性能指标自定。 5、课题五:直流升压斩波电路的设计 已知直流输入电压200V,负载自拟,要求输出电压在300~400V可调,其它性能指标自定。 6、课题六:直流升降压斩波电路的设计 已知直流输入电压200V,负载自拟,要求输出电压在100~300V连续可调,其它性能指标自定。 7、课题七:单相桥式逆变电路的设计 已知直流输入电压100V,负载自拟,要求交流输出电压频率范围在30~60HZ,电压在30~50V范围可调,其它性能指标自定。 8、课题八:单相交流调压电路设计 已知单相交流输入交流电压220V,负载自拟,要求输出交流电压在0~220V 可调,其它性能指标自定。 9、课题九:三相交流调压电路的设计 已知三相交流输入交流线电压380V,负载自拟,要求输出交流电压在0~200V可调,其它性能指标自定。 10、课题十:三相桥式逆变电路的设计 已知直流输入电压100V,负载自拟,要求交流输出电压频率范围在30~60HZ,电压在30~50V范围可调,其它性能指标自定。 注意:若已经按上课时我讲解的内容和安排的课题进行了设计,则不必再更改。 五、格式要求 1、格式严格按照教务处规定的毕业设计格式; 2、文档内容: 1)绪言:主要介绍对本课程学习情况;本设计内容的掌握情况;拟出设计任务书。 2)主电路设计: (1)电路原理图:用CAD绘制电路; (2)原理分析:用自己的语言;

PWM逆变器Matlab仿真解析

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: PWM逆变器Matlab仿真 初始条件: 输入110V直流电压; 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、得到输出为220V、50Hz单相交流电; 2、采用PWM斩波控制技术; 3、建立Matlab仿真模型; 4、得到实验结果。 时间安排: 课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。 第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。 第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。 第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要 (1) 1设计方案的选择与论证 (2) 2逆变主电路设计 (2) 2.1逆变电路原理及相关概念 (2) 2.2逆变电路的方案论证及选择 (3) 2.3建立单相桥式逆变电路的S IMULINK的仿真模型 (4) 2.3.1模型假设 (5) 2.3.2利用MATLAB/Simulink进行电路仿真 (5) 3正弦脉宽调制(SPWM)原理及控制方法的SIMULINK仿真 (6) 3.1正弦脉冲宽度调制(SPWM)原理 (6) 3.2SPWM波的控制方法 (7) 3.2.1双极性SPWM控制原理及Simulink仿真 (7) 3.2.2单极性SPWM控制原理及Simulink仿真 (9) 4升压电路的分析论证及仿真 (11) 4.1B OOST电路工作原理 (11) 4.2B OOST电路的S IMULINK仿真 (12) 5滤波器设计 (13) 6 PWM逆变器总体模型 (15) 7心得体会 (18) 参考文献 (19)

电压型单相全桥逆变电路讲课稿

电压型单相全桥逆变 电路

1.引言 逆变电路所谓逆变,就是与整流相反,把直流电转换成某一固定频率或可变频率的交流电(DC/AC)的过程。 当把转换后的交流电直接回送电网,即交流侧接入交流电源时,称为有源逆变;而当把转换后的交流电直接供给负载时,则称为无源逆变。通常所讲的逆变电路,若不加说明,一般都是指无源逆变电路。 1. 电压型逆变器的原理图 当开关S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压u o为正;当开关S1、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,如此交替进行下去,就在负载上得到了由直流电变换的交流电,u o的波形如图7.4(b)所示。输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电的逆变。 t (b) (a) u o t3 t2 t1 i o u o Z u o i o U d _ + S3 S2S 4 S1

2. 电压型单相全桥逆变电路 它共有4个桥臂,可以看成由两个半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压和电流波形与半桥电路形状相同,幅值高出一倍。 改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压U d 来实现。 输出电压定量分析 u o 成傅里叶级数 基波幅值 基波有效值 ?? ? ??+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o d d o1m 27.14U U U ==π d d 1o 9.022U U U ==π

当u o为正负各180°时,要改变输出电压有效值只能改变U d来实现 可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,称为移相调压。 各栅极信号为180o正偏,180o反偏,且T1和T2互补,T3和T4互补关系不变。T3的基极信号只比T1落后q ( 0

单相正弦波PWM逆变电路仿真报告(Simulink)

单相正弦波PWM逆变电路仿真报告 1. 仿真目的: 通过对单相SPWM逆变电路不同控制方式的仿真研究,进一步理解SPWM控制信号的产生原理,单极性、双极性控制方式的原理及不同、载波比与调制深度不同对逆变电路输出波形的影响等。 2. 仿真原理: 单相桥式逆变电路 图 1 所示为单相桥式逆变电路的框图,设负载为阻感负载。在桥式逆变电路中,桥臂的上下两个开关器件轮流导通,即工作时V1 和V2 通断状态互补,V3 和V4 的通断状态互补。下面将就单极性及双极性两种不同的控制方法进行分析。 图1 单相桥式PWM逆变电路 不同控制方式原理 单极性控制方式 调制信号u r 为正弦波,载波u c 在u r 的正半周为正极性的三角波,在u r 的负 半周为负极性的三角波。在u r 的正半周,V1保持通态,V2保持断态,在u r >u c

时使V4导通,V3关断,u 0=U d ; 在u r u c 时使V4导通,V3关断,u =0。这样就得到了SPWM波形u 。 图2 单极性PWM控制波形 双极性控制方式 采用双极性方式时,在u r 的半个周期内,三角波不再是单极性的,而是有 正有负,所得的PWM波也是有正有负。在u r 的一个周期内,输出的PWM波只有 两种电平,而不像单极性控制时还有零电平。在u r 的正负半周,对各开关 器件的控制规律相同。即u r >u c 时,给V1和V4导通信号,给V2和V3以关断信 号,如i 0>0,则V1和V4通,如i <0,则VD1和VD4通,不管哪种情况都是输出 电压u 0=U d 。u r 0,则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压u =-U d 。

单相桥式PWM逆变电路设计

指导教师评定成绩: 审定成绩: 重庆邮电大学 自动化学院 综合设计报告 设计题目:单相桥式PWM逆变电路设计 单位(二级学院):自动化学院 学生姓名:梁勇 专业:电气工程与自动化 班级:0830702 学号:07350225 指导教师:罗萍 设计时间:2010年10月 重庆邮电大学自动化学院制

目录 一、课程设计任务 (2) 二、SPWM逆变器的工作原理 (2) 1.工作原理 (3) 2.控制方式 (4) 3.单片机电源与程序下载模块 (7) 4.正弦脉宽调制的调制算法 (8) 5.基于STC系列单片机的SPWM波形实现 (11) 三、总结 (14) 四、心得体会 (15) 五、附录: (17) 1.程序 (17) 2.模拟电路图 (19) 3.电路图 (22)

摘要: 单片机控制逆变电路,以逆变器为主要元件,稳压、稳频输出的电源保护设备。采用面积等效的SPWM波,又单片机为主导,输出三角波和正弦波再由这两个波相叠加输出spwm波来控制逆变电路的触发,使其把直流编程频率可变的交流电 关键字:单片机逆变电源正弦波脉冲触发 单相桥式PWM逆变电路设计 一、课程设计任务 对单相桥式pwm逆变电路的主电路及控制电路进行设计,参数要求如下:直流电压为12 V,L=1mH,要求频率可调,输出为5V的正弦交流电。 设计要求:1.理论设计:了解掌握单相桥式PWM逆变电路的工作原理,设计单相桥式PWM逆变电路的主电路和控制电路。包括: IGBT电流,电压额定的选择 驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制原理图 列出主电路所用元器件的明细表 二、SPWM逆变器的工作原理 由于期望的逆变器输出是一个正弦电压波形,可以把一个正弦半波分作N 等分。然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替,矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。这样,由N 个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦的半周等效。同样,正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。 这一系列脉冲波形就是所期望的逆变器输出SPWM波形。由于各脉冲的幅值相等,所以逆变器可由恒定的直流电源供电,逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。当逆变器各开关器件都是在理想状态下工作时,驱动相应开关器件的信号也应为与形状相似的一系列脉冲波形,这是很容易推断出来的。 从理论上讲,这一系列脉冲波形的宽度可以严格地用计算方法求得,作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。但较为实用的办法是引用通信技术中的“调制”这一概念,以所期望的波形(在这里是正弦波)作为调制波(ModulationWave ),而受它调制的信号称为载波(Carrier Wave )。在SPWM中

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