第一篇：單相思的古詩句

單向的想念一個人，不一定要聽到他的聲音，想像中的一切，往往比現(xiàn)實稍微美好一點。想念中的那個人，也比現(xiàn)實稍微溫暖一點。以下是小編整理的單相思的古詩句，歡迎閱讀參考！

1、春心莫共花爭發(fā)，一寸相思一寸灰。

2、美葵一意只朝日，蘺下萵心盡敗頹。

3、直道相思了無益，未妨惆悵是清狂。

4、我本將心像明月，奈何明月照溝渠。

5、紅樓隔雨相望冷，珠箔飄燈獨自歸。

6、多情只有春庭月，猶為離人照落花。

7、山有木兮木有枝，心悅君兮君不知。

8、無情不似多情苦，一寸還成千萬縷。天涯海角有窮時，只有相思無盡處。

9、落花有意，流水無情。

10、柳鶯婉叩氤氳開，為思佳人愁又來。唯見復(fù)日勾魂笑，心頭積郁方得排。

11、唯有相思似春色，江南江北送君歸。

12、此情可待成追憶，只是當(dāng)時已惘然。

13、落花已作風(fēng)前舞，流水依舊只東去。

14、春霄睡重，夢里還相送，枕畔起尋雙玉鳳，半日才知是夢。一從賣翠人還，又無音信經(jīng)年。卻把淚來作水，流也流到伊邊。

15、漠漠輕寒上小樓，曉音無賴似窮愁。淡煙流水畫屏幽，自在飛花皆似夢。無邊私語細(xì)如愁，寶簾閑掛小銀鉤。

16、落花有意隨流水，流水無意戀落花。

17、君住長江頭，我住長江尾，日日思君不見君，共飲長江水。

18、一如侯門深似海，從此蟑螂陌路人。

19、斑騅只系垂楊岸，何處西南待好風(fēng)。

關(guān)于單戀的句子：

1、在我們的生命中，有些人來了又去，有些人去而復(fù)返，有些人近在咫尺，有些人遠(yuǎn)在天涯，有些人擦身而過，有些人一路同行。或許在某兩條路的盡頭相遇，結(jié)伴同行了一段路程，又在下一個分岔路口道別。無論如何，終免不了曲終人散的傷感。

2、或許每個人心底都有一只妖孽，就算踩死碾碎風(fēng)干磨成灰也無法消失，但總有獲得小小幸福的權(quán)利。

3、我想和他站在同樣的高度，能夠真正讓他刮目相看，而不是僅僅跟在他的身后追隨著他的腳步我想要和他并肩而立，我想擁有和他站在一起的資格。

4、即使再遠(yuǎn)的地方，也可以回得去。

5、就算他還在等，固執(zhí)地一直等好象只要他有耐心等下去，那個人就會回來，會繼續(xù)活著，活在他模糊的視線里。

6、相思相望不相春，飛不過忘川，就溺入欲海吧無窮無盡地撕咬，互相傷害如此而已，如此而已。

第二篇：單相半波整流電路教案

單相半波整流電路教案

課題：單相半波整流電路

教學(xué)目標(biāo)：利用實物展示、掛圖和演示實驗現(xiàn)象來引導(dǎo)學(xué)生理解整流的概念和作用，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)教育學(xué)的配合。

能力目標(biāo)：幫助學(xué)生掌握單相半波整流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及負(fù)載電壓和電流的計算。

培養(yǎng)學(xué)生分析和檢修整流電路故障的能力。

教學(xué)重點和難點

單相半波整流電路的工作原理分析，輸出電壓極性和波形分析及負(fù)載直流電壓電流的計算。

課前教具準(zhǔn)備

1N4007小功率整流二極管一只、手機(jī)充電器及其配套鋰電池、教學(xué)方法

實物展示法、實驗演示法、講練結(jié)合法、啟發(fā)誘導(dǎo)法

教學(xué)活動

一：復(fù)習(xí)提問：

（1）：教師拿出一個1N4007的小功率整流二極管復(fù)習(xí)半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)與符號。（2）：提問二極管的單向?qū)щ娦圆⒄埻瑢W(xué)們畫出二極管的正、反向偏置電壓的電路圖。

二：導(dǎo)入新課：

（一）：師生互動環(huán)節(jié)（教師展示手機(jī)充電器對鋰電池充電過程）

師：同學(xué)們我們現(xiàn)在使用的手機(jī)鋰電池的低壓直流電能是從哪里得來的呢？ 生：是手機(jī)充電器供給的（學(xué)生異口同聲的回答）

師：是的。充電器直接引入的是市電220V，50HZ的交流電能，而手機(jī)鋰電池需要存儲的是低壓直流電能，那么請同學(xué)們思考下充電器是如何給鋰電池充電的呢？ 生：先降壓后變換（少數(shù)學(xué)生能回答）

師：對了。所以今天這兩堂課我們就要一起來學(xué)習(xí)如何將電網(wǎng)中220V、50HZ的交流電能變換成脈動的低壓直流電能--------單相半波整流電路（板書）

（二）：引出課題：

（板書）整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。（板圖）

三：講授新課：

0

（一）：單相半波整流電路的結(jié)構(gòu)與工作原理（板書）

教師提示：“單相”一詞是指輸入整流電路的交流電是單相交流電。而“半波”一詞同學(xué)們可在下面講授的半波整流原理中自己總結(jié)，到時老師請同學(xué)們回答。（任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)可集中學(xué)生的聽課注意力）1：電路結(jié)構(gòu)組成（板書）（板圖）

分析各元器件的作用：

（1）電源變壓器T：將220V交流電壓變換為整流電路所要求的低壓交

流電壓值。（2）：整流二極管V：利用二極管的單相導(dǎo)電性進(jìn)行整流。（5）：負(fù)載RL：是某一個具體的電子電路或其它性質(zhì)的負(fù)載。

2：工作原理（板書）教師引導(dǎo)：輸入整流電路的交流電壓來自于電源變壓器的二次繞組輸出端，在分析整流原理時應(yīng)將交流電壓分成正、負(fù)半周兩種情況來考慮。另外為了分析方便，變壓器T應(yīng)假設(shè)為無損耗的理想元件，整流二極管V應(yīng)為理想二極管，負(fù)載為純電阻性負(fù)載。

（1）：單相半波整流電路的整流原理（板書）

整流過程的核心就是利用整流二極管的單向?qū)щ娦?。注：圖中的燈只是用來檢驗整流二極管的導(dǎo)通與截止的情況，在實際電路中人眼時看燈滅的情況，在這里目的是讓學(xué)生更好地理解整流二極管截止的現(xiàn)象。

（2）：V導(dǎo)通時的電流回路分析（板書）

教師提問：①：上面分析了半波整流電路的工作原理，由此可以回答什么是半波整流。（請學(xué)生回答）

②：若在上面圖中把整流二極管V極性對調(diào)后整理電路的原理又怎樣分析呢？（給1分鐘時間學(xué)生自行分析后再講解，起到了舉一反三的作用）

探究活動：通過整流二級管導(dǎo)通時電流的分析，可以進(jìn)一步理解整流電路的工作原理，同時有利于整流電路的故障分析和檢修。在整流電路回路中任意一個點出現(xiàn)開路故障都將造成無電流輸出。（設(shè)置幾個開路和短路故障，要求學(xué)生分析和排除故障現(xiàn)象，提高學(xué)生解決實際問題的能力。）（3）：輸出電壓極性與電壓電流波形分析(板書)設(shè)變壓器：次級繞組電壓為：

u2(t)?2U2sin?t

分析內(nèi)容：整流電路輸出電流由上而下流過負(fù)載RL，在RL上的壓降為輸出電壓UL，因為輸出電壓為單向脈動的直流電壓，所以它有正負(fù)極性，在RL上輸出上正下負(fù)的電壓。

探究活動：將整流二極管V極性對調(diào)后輸出電壓極性與電壓電流的波形又是怎樣呢？（學(xué)生自行分析）

（二）：負(fù)載電壓、電流計算與整流二極管的選?。ò鍟?/p>

1：負(fù)載電壓電流計算（板書）

由輸出電壓極性與電壓電流波形分析可知，負(fù)載所得半波整流電壓雖然方向不變，但大小總是隨時間變化，數(shù)學(xué)理論可證明輸出直流電壓UL為一個周期內(nèi)電壓的平均值（半波整流電壓的平均值是交流電壓峰值的1?倍）即：

輸出電壓：U2 ?2?U2≈0?45U2(板書)

輸出電流:IL?ULU?0?452（板書）RLRL2：整流二極管的選取

在電路圖中分析可知整流二極管截止時所承受的最高反向電壓為u2的峰值即：可見選URM?2U2,整流二極管在正向?qū)〞r最大的整流電流IOM應(yīng)大于負(fù)載電流IL，用整流二極管應(yīng): IOM>IL(板書)URM>2U2(板書)3：講解例題（利用PPT展示）

通過例題講解可以幫助學(xué)生掌握選用整流二極管的方法。

四：課堂小結(jié)：

（1）：單相半波整流電路廣泛應(yīng)用于電工電子技術(shù)中，其整流的原理是利用二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

（2）：由于半波整流電路所采用元器件較少，所構(gòu)成的電路簡單、成本低，但從輸出電壓的波形圖上可以看出輸出的直流電壓低、脈動大，變壓器一半的時間未利用，所以效率較低，只適用于對脈動要求不高的場合。（可引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)）

（3）：在選用整流二極管時應(yīng)重點考慮最大的整流電流和最高的反向工作電壓。

五：板書板圖設(shè)計

單相半波整流電路

整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。

（一）：單相半整流電路的結(jié)構(gòu)與工作原理

1：電路結(jié)構(gòu)組成

2：工作原理（1）：單相半波整流電路的整流原理

（2）：V導(dǎo)通時的電流回路分析

（3）：輸出電壓極性與電壓電流波形分析

（二）：負(fù)載電壓、電流計算與整流二極管的選取 1：負(fù)載電壓電流計算

輸出電壓：U2 ?2?U2≈0?45U2

輸出電流:IL?ULU?0?452 RLRL2：整流二極管的選取

IOM>IL URM>2U2

第三篇：單相交流調(diào)壓電路課程設(shè)計

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計 單相交流調(diào)壓電路設(shè)計任務(wù)及設(shè)計目的..............................2 1.1 電路設(shè)計任務(wù)....................................................2 1.2 電路設(shè)計目的....................................................2 1.3 主電路的原理分析................................................2 1.4主電路器件的選擇................................................3 2 設(shè)計方案及選擇..................................................5 3 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計..........................................5 3.1 主電路的設(shè)計....................................................5 3.2 控制電路的設(shè)計..................................................6 3.2.1觸發(fā)信號的種類................................................6 3.2.2觸發(fā)電路設(shè)計..................................................7 3.2.3總的電路圖....................................................8 4單相交流調(diào)壓電路仿真結(jié)果及結(jié)果分析...............................8 4.1 仿真結(jié)果........................................................8 4.2 結(jié)果分析.......................................................11 5 單相交流電壓電路設(shè)計總電路圖...................................12 總 結(jié).........................................................13 參考文獻(xiàn).........................................................14 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計 單相交流調(diào)壓電路設(shè)計任務(wù)及設(shè)計目的

1.1 電路設(shè)計任務(wù) 進(jìn)行設(shè)計方案的比較，并選定設(shè)計方案。2 完成單元電路的設(shè)計和主要元器件的說明。3 完成主電路的原理分析，各主要元器件的選擇。4 驅(qū)動電路的設(shè)計。5 電路的仿真。1.2 電路設(shè)計目的

電力電子技術(shù)是專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，做課程設(shè)計是為了讓我們運(yùn)用學(xué)過的電路原理的知識，獨立進(jìn)行查找資料，選擇方案，設(shè)計電路，撰寫報告，制作電路等，進(jìn)一步加深對變流電路基本原理的理解，提高運(yùn)用基本技能的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)，同時也鍛煉了自己的實踐能力。1.3電阻性負(fù)載的交流調(diào)壓器的原理分析

其晶閘管VT1和VT2反并聯(lián)連接，與負(fù)載電阻R串聯(lián)接到交流電源上。當(dāng)電源電壓U2正半周開始時刻觸發(fā)VT1，負(fù)半周開始時刻觸發(fā)VT2，形同一個無觸點開關(guān)。若正、負(fù)半周以同樣的移相角α觸發(fā)VT1和VT2，則負(fù)載電壓有效值隨α角而改變，實現(xiàn)了交流調(diào)壓。移相角為α?xí)r的輸出電壓u的波形，如圖1-1所示。

圖1-1A 電阻性負(fù)載單相交流調(diào)壓電路及波形圖

1.4 主電路的原理分析

所謂交流調(diào)壓就是將兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半個周波內(nèi)通過控制晶閘管開通相位，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制及異步電動機(jī)的軟啟動，也用于異步電動機(jī)調(diào)速。此外，在高電壓小電流或低 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

電壓大電流之流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。本次課程設(shè)計主要是研究單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計。由于交流調(diào)壓電路的工作情況與負(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，本次實驗對阻感負(fù)載予以重點討論。圖中的2個晶閘管也可以用一個雙向晶閘管代替。在交流電源u1的正半周和負(fù)半周，分別對2個晶閘管的移相控制角進(jìn)行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。單相交流調(diào)壓電路的主電路圖如下圖

圖1-1B 單相交流調(diào)壓主電路

1.5主電路器件的選擇

主電路中所用到得器件比較少，主要是200V單相交流電源，2個反并聯(lián)的晶閘管，還有一個阻感負(fù)載。其中2反并聯(lián)的晶閘管可用一個雙相晶閘管代替，阻感負(fù)載可以用一個電阻和一個電感串聯(lián)，也可以用一個串聯(lián)諧振代替2個反并聯(lián)的晶閘管。

晶閘管的選擇： 選擇正反向電壓

可控硅在門極無信號，控制電流Ig為0時，在陽(A)一一陰(K)極之間加(J2)處于反向偏置，所以，器件呈高阻抗?fàn)顟B(tài)，稱為正向阻斷狀態(tài)，若增大UAK而達(dá)到一定值VBO，可控硅由阻斷突然轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，這個VBO值稱為正向轉(zhuǎn)折電壓，這種導(dǎo)通是非正常導(dǎo)通，會減短器件的壽命。所以必須選擇足夠正向重復(fù)阻斷峰值電壓(VDRM)。在陽一一陰極之間加上反向電壓時，器件的第一和第三PN結(jié)(J1和J3)處于反向偏置，呈阻斷狀態(tài)。當(dāng)加大反向電壓達(dá)到一定值VRB時可控硅的反向從阻斷突然轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，此時是反向擊穿，器件會被損壞。而且VBO和VRB值隨電壓的重復(fù)施加而變小。在感性負(fù)載的情況下，如磁選設(shè)備的整流裝置。在關(guān)斷的時候會產(chǎn)生很高的電壓(∈=-Ldi/dt)，如果電路上未有良好的吸收回路，此電壓將會損壞可控硅器件。因此，器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM。

可控硅在變流器(如電機(jī)車)中工作時，必須能夠以電源頻率重復(fù)地經(jīng)受一定的過電壓而不影響其工作，所以正反向峰值電壓參數(shù)VDRM、VRRM應(yīng)保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上，考慮到一些可能會出現(xiàn)的浪涌電壓因素，在選擇代用參數(shù)的時候,只能向高一檔的參數(shù)選取。

選擇額定工作電流參數(shù)

可控硅的額定電流是在一定條件的最大通態(tài)平均電流IT，即在環(huán)境溫度為+40℃和規(guī)定冷卻條件，器件在阻性負(fù)載的單相工頻正弦半波，導(dǎo)通角不少于l70℃的電路中，單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

當(dāng)穩(wěn)定的額定結(jié)溫時所允許的最大通態(tài)平均電流。而一般變流器工作時，各臂的可控硅有不均流因素。可控硅在多數(shù)的情況也不可能在170℃導(dǎo)通角上工作，通常是少于這一角度。這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些，一般應(yīng)為其正常電流平均值的1.5-2.0倍。選擇門極(控制級)參數(shù)

可控硅門極施加控制信號使它由阻斷變成導(dǎo)通需經(jīng)歷一段時間，這段時問稱開通時間tgt，它是由延遲時間td和上升時間tx組成，tr是從門極電流脈沖前沿的某一規(guī)定起(比如門極電流上升到終值的90％時起)到通態(tài)陽極電流IA達(dá)到終值的10％那瞬為止的時間隔，tr是陽極電流從l0％上升到90％所經(jīng)歷的時間。可見開通時間tgt與可控硅門極的可觸發(fā)電壓、電流有關(guān)，與可控硅結(jié)溫，開通前陽極電壓、開通后陽極電流有關(guān)，普通可控硅的tgt10μs以下。在外電路回路電感較大時可達(dá)幾十甚至幾百μs以上(陽極電流的上升慢)。在選用可控硅時，特別是在有串并聯(lián)使用時，應(yīng)盡量選擇門極觸發(fā)特征接近的可控硅用在同一設(shè)備上，特別是用在同一臂的串或并聯(lián)位置上。這樣可以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和使用壽命。如果觸發(fā)特性相差太大的可控硅在串聯(lián)運(yùn)行時將引起正向電壓無法平均分配，使tgt較長的可控硅管受損，并聯(lián)運(yùn)行時tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損，這對可控硅器件是不利的。所以同一臂上串或并聯(lián)的可控硅觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流要盡量一致，也就是配對使用。

在不允許可控硅有受干擾而誤導(dǎo)通的設(shè)備中，如電機(jī)調(diào)速等，可選擇門極觸發(fā)電壓、電流稍大一些的管子(如可觸發(fā)電壓VGT>2V,可觸發(fā)電流IGT：>150mA)以保證不出現(xiàn)誤導(dǎo)通，在觸發(fā)脈沖功率強(qiáng)的電路中也可選擇觸發(fā)電壓、電流稍大一點的管。在磁選礦設(shè)備中，特別是舊的窄脈沖觸發(fā)電路中，可選擇一些VG、IG低一些的管子，如VGT<1.5V、IGT在≤100mA以下?？蓽p少觸發(fā)不通而出現(xiàn)缺相運(yùn)行。以上所述說明在某些情況下應(yīng)對VGT和IGT參數(shù)進(jìn)行選擇。(以上舉例對500A的可控硅參考參數(shù))選擇關(guān)斷時間(tg)

可控硅在陽極電流減少為0以后，如果馬上就加上正向陽極電壓，即使無門極信號，它也會再次導(dǎo)通，假如在再次加上正向陽極電壓之前使器件承受一定時間的反向偏置電壓，也不會誤導(dǎo)通，這說明可控硅關(guān)斷后需要一定的時間恢復(fù)其阻斷能力。從電流過O到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時聞間隔是可控硅的關(guān)斷時間tg，由反向恢復(fù)時間t和門極恢復(fù)時間t構(gòu)成，普通可控硅的tg約150-200μs，通常能滿足一般工頻下變流器的使用，但在大感性負(fù)載的情況下可作一些選擇。在中頻逆轉(zhuǎn)應(yīng)用，如中頻裝置、電機(jī)車斬波器，變頻調(diào)速等情況中使用，一定要對關(guān)斷時間參數(shù)作選擇，一般快速可控硅(即kk型晶閘管)的關(guān)斷時間在10-50μs，其工作頻率可達(dá)到1K-4KHZ；中速可控硅(即KPK型晶閘管)的關(guān)斷時間在60-100μs，其工作頻率可達(dá)幾百至lKHZ，即電機(jī)車的變頻頻率。晶閘管工作原理 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

晶閘管由四層半導(dǎo)體（P1、N1、P2、N2）組成，形成三個結(jié)J1（P1N1）、J2（N1P2）、J3（P2N2），并分別從P1、P2、N2 引入A、G、K 三個電極，如圖6.0(左)所示。由于具有擴(kuò)散工藝，具有三結(jié)四層結(jié)構(gòu)的普通晶閘管可以等效成如圖6.0（下）所示的兩個晶閘管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）組成的等效電路。

圖1-2晶閘管原理圖 設(shè)計方案及選擇

由于題目要求輸出電壓范圍為0～100V，所以方案可選電阻性負(fù)載或阻感性負(fù)載。本電路采用單相交流調(diào)壓器帶阻感負(fù)載時的電路圖如圖2-1所示，在負(fù)載和交流電源間用兩個反并聯(lián)的晶閘管VT1，VT2相連。

圖2-1 電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓電路 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

3.1 主電路的設(shè)計

所謂交流調(diào)壓就是將兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半個周波內(nèi)通過控制晶閘管開通相位，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制及異步電動機(jī)的軟啟動，也用于異步電動機(jī)調(diào)速。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流之流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。本次課程設(shè)計主要是 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

研究單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計。由于交流調(diào)壓電路的工作情況與負(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，因此下面就反電勢電阻負(fù)載予以重點討論。圖3-1分別為反電勢電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓電路圖及其波形。圖中的晶閘管VT1和VT2也可以用一個雙向晶閘管代替。在交流電源U2的正半周和負(fù)半周，分別對VT1和VT2的移相控制角 進(jìn)行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓

圖3-1工作波形圖

正負(fù)半周?起始時刻（?=0），均為電壓過零時刻。在?t??時，對VT1施加觸發(fā)脈沖，當(dāng)VT1正向偏置而導(dǎo)通時，負(fù)載電壓波形與電源電壓波形相同；在?t??時，電源電壓過零，因電阻性負(fù)載，電流也為零，VT1自然關(guān)斷。在?t????時，對VT2施加觸發(fā)脈沖，當(dāng)VT2正向偏置而導(dǎo)通時，負(fù)載電壓波形與電源電壓波形相同；在?t?2?時，電源電壓過零，VT2自然關(guān)斷。當(dāng)電源電壓反向過零時，由于反電動勢負(fù)載阻止電流變化，故電流不能立即為零，此時晶閘管導(dǎo)通角?的大小，不但與控制角?有關(guān)，而且與負(fù)載阻抗角?有關(guān)。兩只晶閘管門極的起始控制點分別定在電源電壓每個半周的起始點。穩(wěn)態(tài)時，正負(fù)半周的相等，負(fù)載電壓波形是電源電壓波形的一部分，負(fù)載電流（電源電流）和負(fù)載電壓的波形相似。

3.2 控制電路的設(shè)計

3.2.1觸發(fā)信號的種類

晶閘管由關(guān)斷到開通，必須具備兩個外部條件：第一是承受足夠的正向電壓；第二是門極與陰極之間加一適當(dāng)正向電壓、電流信號(觸發(fā)信號)。門極觸發(fā)信號有直流信號、交流信號和脈沖信號三種基本形式。

直流信號：

在晶閘管加適當(dāng)?shù)年枠O正向電壓的情況下，在晶閘管門極與陰極間加適當(dāng)?shù)闹绷麟?/p>

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

壓，則晶閘管將被觸發(fā)導(dǎo)通。這種觸發(fā)方式在實際中應(yīng)用極少。因為晶閘管在其導(dǎo)通后就不需要門極信號繼續(xù)存在。若采用直流觸發(fā)信號將使晶閘管門極損耗增加，有可能超過門極功耗；在晶閘管反向電壓時，門極直流電壓將使反向漏電流增加，也有可能造成晶閘管的損壞。

交流信號：

在晶閘管門極與陰極間加入交流電壓，當(dāng)交流電壓uc=ut時，晶閘管導(dǎo)通。ut是保證晶閘管可靠觸發(fā)所需的最小門極電壓值，改變u。值，可改變觸發(fā)延遲角α。這種觸發(fā)形式也存在許多缺點，如：在溫度變化和交流電壓幅值波動時，觸發(fā)延遲角不穩(wěn)定，可通過交流電壓u。值來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的變化范圍較小(00≤α≤900)。

3脈沖信號：

在晶閘管門極觸發(fā)電路中使用脈沖信號，不僅便于控制脈沖出現(xiàn)時刻，降低晶閘管門極功耗，還可以通過變壓器的雙繞組或多繞組輸出，實現(xiàn)信號的隔離輸出。因此，觸發(fā)信號多采用脈沖形式。3.2.2觸發(fā)電路設(shè)計

晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在需要要的時刻有阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。廣義上講，晶閘管觸發(fā)電路往往還包括對其觸發(fā)時刻進(jìn)行控制的相位控制電路，但這里專指脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，對反電動勢負(fù)載的變流器應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)； 2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增加為器件最大觸發(fā)電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也許增加，一般需達(dá)1-2A/us；3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)；4）應(yīng)有的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。

根據(jù)以上要求分析，采用KC05移相觸發(fā)器進(jìn)行觸發(fā)電路的設(shè)計。KC05可控硅移相觸發(fā)器適用于雙向可控硅或兩只反向并聯(lián)可控硅的交流相位控制。KC05驅(qū)動電路如圖3-2所示：

圖3-2

KC05移相觸發(fā)器構(gòu)成的觸發(fā)電路 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

3.2.3總的電路圖

本次設(shè)計的總的電路圖如圖3-3所示系統(tǒng)原理圖如圖3-4所示

圖3-3 總電路圖

圖3-4系統(tǒng)原理方框

主電路其實是比較簡單的，一個均值為200V的電壓源，2個反并聯(lián)的晶閘管，還有一個阻感負(fù)載。觸發(fā)電路的設(shè)計相對復(fù)雜，不過其實觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號也可以用2個脈沖波代替，脈沖的周期與電源的周期相同，但是2個脈沖要錯開半個周期的時間，也就是0.01秒。

4單相交流調(diào)壓電路仿真結(jié)果及結(jié)果分析

4.1 仿真結(jié)果

本單相交流調(diào)壓電路仿真是在MATLAB軟件中的simulink環(huán)境下組建的電路模型，圖4-1為單相交流調(diào)壓電路的模型圖，圖中觸發(fā)脈沖g1和觸發(fā)脈沖g2分別是反向并聯(lián)晶閘管模塊VT1，VT2的觸發(fā)脈沖電路。

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

圖4-1 單相交流電壓電路仿真電路圖

圖4-2 a=0度時，單相交流調(diào)壓電路波形

圖4-3 a=30度時，單相交流調(diào)壓電路波形

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

圖4-4 a=60度時，單相交流調(diào)壓電路波形

圖4-5 a=90度時，單相交流調(diào)壓電路波形

圖4-6 a=150度時，單相交流調(diào)壓電路波形

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

圖4-7 a=180度時，單相交流調(diào)壓電路波形

4.2 結(jié)果分析

上面圖4-2---圖4-7給出了?分別為0度、30度，60度，90度、150度和180度時單相交流調(diào)壓電路的純電阻負(fù)載的電壓和電流的仿真波形。

當(dāng)晶閘管觸發(fā)控制角?=0時，U=U2，負(fù)載兩端的電壓U和流過其電流IRL的波形均為正弦波。當(dāng)?>0時，U、Irl的波形為非正弦波，控制角?從0-180度范圍改變時，輸出電壓有效值U從U2下降到0，控制角?對輸出電壓U的移相可控區(qū)域是0---180度。把?角等于0度、30度，60度，90度、150度和180度分別代入下式

U??1????2U2sin?td??t??U212?12??212?sin2??

56????可求得

U0?U2U30=U2sin0????0??U2???6?1?U234?sin(2?6)?????3??U234???0.99U2

U60?U2U90?U212?sin(2?3)?????2??U2?2U23?0.9012?sin(2?2)?5?12?U20?1U22?0.71U150?U2 12?sin(2?)????512??U20?1U22?0.67111 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

U180?U212???sin(2??)????U20?0?0

觀察圖4-2圖4-7的仿真波形，可得到隨著?角增大，負(fù)載兩端電壓U的波形的曲線部分的寬度越來越窄，則其有效值將不斷減小。

由此可知，理論分析與仿真結(jié)果是一致的。在Simulink 環(huán)境下利用電力系統(tǒng)模塊庫中的電力電子器件組建單相交流調(diào)壓純電阻電路，并對電路進(jìn)行相應(yīng)的理論分析和仿真實驗。仿真實驗結(jié)果表明，通過控制?角的大小，單相交流調(diào)壓電路能夠得到很好的調(diào)壓結(jié)果。單相交流電壓電路設(shè)計總電路圖如圖5-1

圖5-1單相交流電壓電路總電路圖 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

總 結(jié)

通過電力電子技術(shù)課程設(shè)計，我加深了對課本專業(yè)知識的理解，平常都是理論知識的學(xué)習(xí)，在此次課程設(shè)計中，真正做到了自己查閱資料、完成一個基本匯編程序的設(shè)計。在此次的設(shè)計過程中，我更進(jìn)一步地熟悉了單相交流調(diào)壓電路的原理以及觸發(fā)電路的設(shè)計。當(dāng)然，在這個過程中我也遇到了困難，通過查閱資料，相互討論，我準(zhǔn)確地找出錯誤所在并及時糾正了，這也是我最大的收獲，使自己的實踐能力有了進(jìn)一步的提高，讓我對以后的工作學(xué)習(xí)有了更大的信心。通過這次課程設(shè)計使我懂得了只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計，把以前所學(xué)過的知識重新溫故，鞏固了所學(xué)的知識。

通過單相半波交流電路的設(shè)計，使我加深了對整流電路的理解，讓我對電力電子該課程產(chǎn)生了濃厚的興趣。對于一個電路的設(shè)計，首先應(yīng)該對它的理論知識很了解，這樣才能設(shè)計出性能好的電路。整流電路中，開關(guān)器件的選擇和觸發(fā)電路的選擇是最關(guān)鍵的，開關(guān)器件和觸發(fā)電路選擇的好，對整流電路的性能指標(biāo)影響很大。在這次課程設(shè)計過程中，碰到的難題就是對晶閘管的相關(guān)參數(shù)的計算，因為在學(xué)習(xí)中沒能很好的系統(tǒng)的總結(jié)晶閘管相關(guān)知識。在整個課程設(shè)計中貫穿的計算過程沒能很好的把握。在今后的學(xué)習(xí)中要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗，對電力電子課程進(jìn)行補(bǔ)充。為以后深入的學(xué)習(xí)自動化專業(yè)做鋪墊。通過這次課程設(shè)計我對于文檔的編排格式、原理圖波有了一定的了解，這對于以后的畢業(yè)設(shè)計及工作需要都有頗大的幫助，在完成課程設(shè)計的同時我也在復(fù)習(xí)一遍電力電子技術(shù)這門課程，把以前一些沒弄懂的問題基本掌握了。

單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

參考文獻(xiàn)

[1] 王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)（第5版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.5 [2] 陳道煉.DC-DC逆變技術(shù)及其應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003 [3] 張乃國.電源技術(shù)．北京：中國電力出版社.1998 [4] 何希才．新型開關(guān)電源設(shè)計與應(yīng)用．北京：科學(xué)出版社.2001 [5] 阮新波，嚴(yán)仰光．直流開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)．北京：科學(xué)出版社.2000 [6] 王云亮.電力電子技術(shù).第一版.北京.電子工業(yè)出版社.2004.8 [7] 王兆安,黃俊．電力電子技術(shù)(第4版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000 [8] 梁延貴主編.現(xiàn)代集成電路實用手冊可控硅觸發(fā)電路分冊.北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.2002.2 [9] 劉錦波，張承慧.電機(jī)與拖動.北京：清華大學(xué)出版社.2006 [10] 林敏.計算機(jī)控制技術(shù)及工程應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社.2009.8 單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計

致 謝

感謝指導(dǎo)王老師為期一周的悉心指導(dǎo)，在這次設(shè)計中，使我了解了和學(xué)到了許多書本所沒有的東西，擴(kuò)充了自己的知識，開發(fā)了自己的思考能力，提高了自己在制作實物過程中的動手能力。比如說，WORD的應(yīng)用，matlab的應(yīng)用，現(xiàn)在終于可以很熟練的使用這個軟件了，這對我以后做課程設(shè)計是有非常大的幫助的。因為必須完成課程設(shè)計，所以必須在網(wǎng)上，在書上找相關(guān)的資料，這讓我花了大量的時間，在這些時間里，讓我體會到了學(xué)習(xí)的充實的快樂，也讓我在現(xiàn)實中把書本上的知識學(xué)習(xí)的更完善。感謝石老師可以給我這樣的機(jī)會去學(xué)習(xí)，去鍛煉，希望以后的學(xué)習(xí)中，會有更多這樣的機(jī)會。

第四篇：單相變壓器概念

上海昌日電子科技有限公司 電力諧波治理解決方案 單相變壓器

上海昌日電子科技有限公司是專業(yè)制造高低壓電抗器，變壓器廠家，歡迎新老顧客來電咨詢。變壓器有：BK變壓器，JBK變壓器，JBK3變壓器，SG變壓器等，種類有 輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器，串聯(lián)電抗器，高壓串聯(lián)電抗器等 廠家直銷 價格低，品質(zhì)優(yōu)。現(xiàn)貨供應(yīng)，歡迎新老顧客咨詢 目錄 單相變壓器的意義 2 單相變壓器的性能分析 3 單相變壓器的局限性 4 單相變壓器的應(yīng)用場合 1單相變壓器的意義

第一，相同容量的單相變壓器比三相變壓器三相變壓器 的供應(yīng)商用鐵減少20%，用銅減少10%。尤其是采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)時，變壓器的空載損耗可下降15%以上，這將使單相變壓器的制造成本和使用成本同時下降，從而獲得最佳的壽命周期成本。

第二，在電網(wǎng)中采用單相供電系統(tǒng)，可節(jié)省導(dǎo)線33%～63%，按經(jīng)濟(jì)電流密度計算，可節(jié)約導(dǎo)線重量42%，按機(jī)械強(qiáng)度計算，可降低導(dǎo)線消耗66%。因此可降低整個輸電線路的建設(shè)投資。這在我國地域廣闊的農(nóng)村和城鎮(zhèn)的路燈照明及居民生活用電方面是很有意義的。

第三，單相變壓器由于結(jié)構(gòu)簡單，適合大批量的現(xiàn)代化生產(chǎn)，有品質(zhì)源于專業(yè) 專業(yè)電抗器供應(yīng)商 004km.cn

上海昌日電子科技有限公司 電力諧波治理解決方案 利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效益。

第四，適于引入新技術(shù)、新材料、新工藝，獲得技術(shù)加分，黨的十六屆五中全會提出把節(jié)約資源作為基本國策，“十一五”規(guī)劃《綱要》進(jìn)一步把“十一五”時期單位GDP能耗降低20%左右作為約束性指標(biāo)。在這個大背景下，降損附加值高的新產(chǎn)品將大有所為。在線損理論計算時可以發(fā)現(xiàn)，80%的線路損失發(fā)生在20%的主干線上，因此縮短低壓主干線距離，就可以大大減少低壓線損，由于單相變壓器重量輕，可以靈活安裝在電桿上使用，便于深入負(fù)荷中心，就近降壓供電，提高供電質(zhì)量。一般單相變壓器在小范圍內(nèi)供電，發(fā)生故障波及面小，利于提高供電可靠性。同時，因為單相變壓器重量輕，安裝維護(hù)方便，使用靈活，可以單相使用，也可以三臺組成三相變壓器使用。

2單相變壓器的性能分析

定量分析

同容量的單相變壓器損耗較 S11三相變壓器損耗低。以 50 kVA為例 ． D12—50單相變壓器與 S11—50三相變壓器指標(biāo) 比較表中可 以看出．采用 D12—50單相變壓器供 電比采用 S11—50三相變壓器 1年可節(jié)約 電能 =10 E8 760(一Po)+8 760(尸 — 1)]=[(120 W一72 W)x8 760 h+(870 W一660 W)x8 760 hxO．3 ]×10。=586 kWh。式 中 ： 1為D12—50的空載損耗 ； 為 S11—50的空載損耗 ；為 D12—50的負(fù)載損耗 ； 為 S11—50的負(fù)載損耗 ；K為變壓器負(fù)載系數(shù)。

品質(zhì)源于專業(yè) 專業(yè)電抗器供應(yīng)商 004km.cn

上海昌日電子科技有限公司 電力諧波治理解決方案

定性分析

采用單相變壓器解決 了電壓質(zhì)量低的問題。為提高農(nóng)網(wǎng)電壓合格率、供 電可靠性和低壓線路降損工作打下了堅實基礎(chǔ)。也為老百姓做 了件實事。

采用單相變壓器斷了小業(yè)主鉆政策空子、擠 占公用變壓器容量的念頭。讓他們 自愿地 申請安裝專用變壓器。在一定程度上提高了供 電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外。單相變壓器安裝調(diào)換簡便，大大縮短 了事故處理時間。變壓器噪音分貝下降。有利于環(huán)保。

采用單相變壓器解決城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民用 電題，投資不大，改造快捷。采用集束導(dǎo)線等新材料、新工藝，美化了環(huán)境，受到居 民普遍歡迎。

3單相變壓器的局限性

首先，單相變壓器由于電壓單一，只能應(yīng)用于照明或小型電機(jī)，應(yīng)用范圍具有局限性。而我國農(nóng)村因有副業(yè)和作坊，不能廣泛推廣，即使用，也只是作為三相供電制度的補(bǔ)充使用。在順平供電公司，單相變壓器得到應(yīng)用，一是應(yīng)用于深山區(qū)，居民分散，用電負(fù)荷小，基本沒有動力應(yīng)用，可大大減少線路投資;二是應(yīng)用于路燈。其次，是單相變壓器所引起的引高壓進(jìn)負(fù)荷中心容易受到人們的抵制?，F(xiàn)在人們法制觀念提高，對于居住環(huán)境的關(guān)心也非常重視，沒有哪個業(yè)主愿意電業(yè)部門在門前樹根“旗桿”，上面掛有變壓器，帶有高壓電，并且還發(fā)出噪音。同時，現(xiàn)在的房地產(chǎn)商人只要求電力方便，他們卻不愿意自己的藍(lán)圖里出現(xiàn)電力設(shè)施的影子。一是怕電磁輻射，二是怕危險，三是怕影響景觀。現(xiàn)在電力部門收費(fèi)到品質(zhì)源于專業(yè) 專業(yè)電抗器供應(yīng)商 004km.cn

上海昌日電子科技有限公司 電力諧波治理解決方案 戶，線路損失是電力部門的事情，業(yè)主與開發(fā)商沒有義務(wù)為電力部門提供方便。4單相變壓器的應(yīng)用場合 單相變壓器主要適用于以下場所：

①對于城鄉(xiāng)結(jié)合部居民生活用 電．可視情況采用 1戶或幾戶共用 1臺單相變壓器的方式供電；

②對于郊區(qū)及集鎮(zhèn)小工業(yè)等較 為發(fā)達(dá)地區(qū)．可采用單相變壓器和三相變壓器共存的方式 ．單相變壓器用于供居 民生活用 電，三相變壓器供工業(yè)用電；

③對于路燈、大型廣告牌等不需要三相供電的負(fù)荷，采用單相變壓器供電；

④對于農(nóng)村零散單相用 戶．采用就地安裝單相變壓器方式．可解決電壓質(zhì)量低的問題；⑤縣城郊區(qū)拆遷安置房基本為一戶一樓，采用單相變壓器，施工方便，布置合理。

上海昌日電子科技有限公司是專業(yè)制造高低壓電抗器，變壓器廠家，歡迎新老顧客來電咨詢。變壓器有：BK變壓器，JBK變壓器，JBK3變壓器，SG變壓器等，種類有 輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器，串聯(lián)電抗器，高壓串聯(lián)電抗器等 廠家直銷 價格低，品質(zhì)優(yōu)。現(xiàn)貨供應(yīng)，歡迎新老顧客咨詢

品質(zhì)源于專業(yè) 專業(yè)電抗器供應(yīng)商 004km.cn

第五篇：單相正弦波逆變電源的設(shè)計課程設(shè)計

單相正弦波逆變電源的設(shè)計正文

第1章

概述

任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，它們對電源的要求也越來越高。電子設(shè)備的小型化和低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調(diào)整正弦波逆變電源是連續(xù)控制的線性正弦波逆變電源

。這種傳統(tǒng)正弦波逆變電源技術(shù)比較成熟,并且已有大量集成化的線性正弦波逆變電源模塊,具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等優(yōu)點、但其通常都需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和重量都不得和很大的濾波器。由于調(diào)整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必須承受較大的電壓差，導(dǎo)致調(diào)整管功耗較大，電源效率很低，一般只有45%左右。另外,由于調(diào)整管上消耗較大的功率,所以需要采用大功率調(diào)節(jié)器整管并裝有體積很大的散熱器,很難滿足現(xiàn)代電子設(shè)備發(fā)展的要求。在近半個多世紀(jì)的發(fā)展過程中，正弦波逆變電源因具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點而逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，并廣泛的應(yīng)用，正弦波逆變電源技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。

正弦波逆變電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，通過控制開關(guān)的占空比調(diào)整輸出電壓。它的功耗小，效率高，正弦波逆變電源直接對電網(wǎng)電壓進(jìn)行整流、濾波、調(diào)整，然后由開關(guān)調(diào)整管進(jìn)行穩(wěn)壓，不需要電源變壓器，此外，開關(guān)工作頻率為幾十千赫，濾波電容器、電感器數(shù)值較小。因此正弦波逆變電源具有重量輕、體積小等優(yōu)點。另外，于功耗小，機(jī)內(nèi)溫升低，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。而且其對電網(wǎng)的適應(yīng)能力也有較大的提高，一般串聯(lián)穩(wěn)壓電源允許電網(wǎng)波動范圍為220V±10%,而正弦波逆變電源在電網(wǎng)電壓在110～260V范圍變化時,都可獲得穩(wěn)定的輸出阻抗電壓。正弦波逆變電源的高頻化是電源技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù),高頻化帶來的效益是使正弦波逆變電源裝置空前的小型化,并使正弦波逆變電源進(jìn)入更廣泛的領(lǐng)域,特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,扒動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外正弦波逆變電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有深遠(yuǎn)的意義。

目前市場上正弦波逆變電源中功率管多采用雙極型晶體管，開關(guān)頻率可達(dá)幾十千赫；采用MOSFET的正弦波逆變電源轉(zhuǎn)抽象頻率可達(dá)幾百千赫。為提高開關(guān)頻率，必須采用高速開關(guān)器件。在一定范圍內(nèi)，開關(guān)頻率的提高，不僅能有效地減小電容、電感及變壓器的尺寸，而且還能夠抑制干擾，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。因此，高頻化是正弦波逆變電源的主要發(fā)展方向。高可靠性——正弦波逆變電源的使用的元器件比連續(xù)工作電源少數(shù)十倍，因此提高的可靠性。從壽命角度出發(fā)，電解電容、光耦合器及排風(fēng)扇等器件的壽命決定著電源的壽命。所以，要從設(shè)計方面著眼，盡可能使較少的器件，提高集成度。這樣不但解決了電路復(fù)雜、可靠性差的問題，也增加了保護(hù)等功能，簡化了電路，提高了平均無故障時間。正弦波逆變電源的發(fā)展從來都是與半導(dǎo)體器件及磁性元件等的發(fā)展休戚相關(guān)的。高頻化的實現(xiàn)，需要相應(yīng)的高速半導(dǎo)體器件和性能優(yōu)良的高頻電磁元件。發(fā)展功率MOSFET、IGBT等新型高速器件,開發(fā)高頻用的低損磁性材料,改進(jìn)磁元件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法,提高濾波電容的介電常數(shù)及降低其等串聯(lián)電阻等,對于正弦波逆變電源小型化始終產(chǎn)生著巨大的推動作用。

總之，人們在正弦波逆變電源技術(shù)領(lǐng)域里，邊研究低損耗回路技術(shù)，邊開發(fā)新型元器件，兩者相互促進(jìn)并推動著正弦波逆變電源以每年過兩位數(shù)的市場增長率向小型、薄型、高頻、低噪聲以及高可靠性方向發(fā)展。

第2章

設(shè)計總思路

2.1總體框架圖

濾波電路

逆變電路

輸入315V直流電

驅(qū)動電路

UC3842脈寬調(diào)制電路

輸出220V交流電

誤差比較

圖1

總體框圖

此次課程設(shè)計要求輸入315V直流，輸出220V交流，主電路采用單相橋式逆變電路，對高頻開關(guān)器件常用PWM波控制，要產(chǎn)生正弦波可采用SPWM控制方法，通過控制電力電子器件MOSFET的關(guān)斷來控制產(chǎn)生交變正弦波電壓?？刂齐娐分饕獙崿F(xiàn)產(chǎn)生SPWM波，設(shè)計要求選用UC3842電流控制型PWM控制器產(chǎn)生控制脈沖。而UC3842實質(zhì)上是通過輸入的兩路波進(jìn)行比較，輸出比較后形成的脈沖波，鑒于UC3842的這一特征，可以通過輸入正弦漫頭波和鋸齒波進(jìn)行比較得到所需的正弦波控制脈沖。正弦波產(chǎn)生器的設(shè)計有多種方法，本次課程設(shè)計采用555定時器多諧振電路產(chǎn)生方波經(jīng)過濾波產(chǎn)生正弦波的方法作為正弦波產(chǎn)生器，再經(jīng)過整流，使之成為正弦漫頭波。鋸齒波的產(chǎn)生電路比較簡單，可以直接利用UC3842內(nèi)部提供的諧振器加入外圍電阻電容產(chǎn)生。此外電路要求輸出的正弦波幅度可調(diào)，此時就需要使加入的正弦波漫頭波幅值可調(diào)，此可以通過一加法器使之與設(shè)置電壓相疊加產(chǎn)生電壓可變的正弦電壓。

主電路和控制電路的一些中間環(huán)節(jié)都是需要濾波的，由于產(chǎn)用SPWM控制，主電路的諧波成分較少，可以通過簡單的RC無源濾波?？刂齐娐分械姆讲ㄒ兂奢^為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，要濾去的諧波成分就要多得多，可以采用有源濾波，且可以通過積分環(huán)節(jié)使方波變成比較好的正弦波。

由于設(shè)計出來的電路是作為電源用的，對電源電流、電壓檢測就顯得非常有必要了，可以通過從電源負(fù)載取出電流信號作為UC3842的關(guān)斷信號，從而實現(xiàn)主電路的限流作用。要實現(xiàn)電流、電壓的穩(wěn)定，則可以通過取出的電流、電壓信號與控制電路構(gòu)成閉環(huán)控制來實現(xiàn)。為了不至使電路結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，只設(shè)計了簡單的電壓反饋環(huán)使電壓基本能跟隨給定維持恒定。

2.2設(shè)計的原理和思路

圖2

正弦波逆變電源的組成框圖

該電路采用他勵式,2管雙推動輸出脈寬調(diào)制方式輸出電壓為220V,輸出電流2A,有欠壓、過壓和過流等多重保護(hù)功能。

第3章

主電路設(shè)計

3.1

SPWM波的實現(xiàn)

3.1.1

PWM固定頻率的產(chǎn)生

PWM波形產(chǎn)生原理圖如圖3.1.1所示

圖3.1.1

PWM波的產(chǎn)生電路圖

PWM固定頻率是由SG3525芯片產(chǎn)生。SG3525芯片的資料見如下：

管腳說明：

引腳1：誤差放大反向輸入

腳9：PWM比較補(bǔ)償信號輸入端

引腳2：誤差放大同向輸入

引腳10：外關(guān)斷信號輸入端

引腳3：振蕩器外接同步信號輸入端

引腳11：輸出A

引腳4：振蕩器輸出端

引腳12:信號地

引腳5:振蕩器定時電容接入端

引腳13：輸出級偏置電壓接入端

引腳6：振蕩器定時電祖接入端

引腳14：輸出端B

引腳7:振蕩器放電端

引腳15：偏置電源輸入端

引腳8:軟啟動電容接入端

引腳16：基準(zhǔn)電源輸出端

圖中11與14腳輸出兩路互補(bǔ)的PWM波，其頻率由與5、6管腳所連的R、C決定。PWM頻率計算式如下：f=1/[C5(0.7R15+3R16)]，調(diào)節(jié)6端的電阻即可改變PWM輸出頻率。同時，芯片內(nèi)部16腳的基準(zhǔn)電壓為5.1V采用了溫度補(bǔ)償，設(shè)有過流保護(hù)電路，5.1V反饋到2端同向輸入端，當(dāng)反向輸入端也為5.1V時，芯片穩(wěn)定，正常工作。若兩端電壓不相等，芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)自動調(diào)整將其保持穩(wěn)定。

在脈寬比較起的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號與誤差放大器輸出信號進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化，由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)河電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，目前比較理想的新型控制器。R和C設(shè)定了PWM芯片的工作頻率，計算公式為T=(0.67*RT+1.3*RD)*CT

。再通過R13和C3反饋回路。構(gòu)成頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。C6為軟啟動時間設(shè)定電容。

3.1.2

SPWM波的原理

在進(jìn)行脈寬調(diào)制時，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時，脈沖寬度也最大，脈沖間隔最小，反之正弦值較小時，脈沖寬度也小，脈沖間的間隔較大。這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減少，成為正弦波脈寬調(diào)制。

3.1.3

SPWM調(diào)制信號的產(chǎn)生

要得到正弦電壓的輸出，就要使逆變電路的控制信號以SPWM方式控制功率管的開關(guān)，所得到的脈沖方波輸出再經(jīng)過濾波就可以得到正弦輸出電壓。通過SG3525來實現(xiàn)輸出正弦電壓，首先要得到SPWM的調(diào)制信號，而要得到SPWM調(diào)制信號，必須得有一個幅值在l～3

5V，按正弦規(guī)律變化的饅頭波，將它加到SG3525腳2，并與鋸齒波比較，就可得到正弦脈寬調(diào)制波實現(xiàn)SPWM的控制電路框圖如圖3.1.3(a)所示，實際電路各點的波形如圖3.1.3(b)所示。

誤差信號

基準(zhǔn)電壓

加法器

整流電路

濾波電路

調(diào)制電路

基準(zhǔn)方

波

SG3525

時序電路

圖3.1.3(a)

SPWM波控制電路框圖

圖3.1.3(b)

SPWM電路主要節(jié)點波形

由圖3.1.3(a)

圖3.1.3(b)可知，基準(zhǔn)50Hz的方波是由555芯片生成的，用來控制輸出電壓有效值和基準(zhǔn)值比較產(chǎn)生的誤差信號，使其轉(zhuǎn)換成50Hz的方波，經(jīng)過低頻濾波，得到正弦的控制信號。

3.2

保護(hù)電路模塊

該系統(tǒng)是由直流邊交流，弱點變?yōu)閺?qiáng)電。故對系統(tǒng)進(jìn)行必要的安全保護(hù)是必須的，在對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時必須要注意安全。系統(tǒng)除了芯片本身具有的保護(hù)措施外，還對系統(tǒng)進(jìn)行了專門的保護(hù)，具體如下。

3.2.1過電流保護(hù)

過電流保護(hù)采用電流互感器作為電流檢測元件，其具有足夠快的響應(yīng)速度，能夠在IGBT允許的過流時間內(nèi)將其關(guān)斷，起到保護(hù)作用。

如圖3.2.1所示，過流保護(hù)信號取自CT2，經(jīng)分壓、濾波后加至電壓比較器的同相輸入端，如圖2.4所示。當(dāng)同相輸入端過電流檢測信號比反相輸入端參考電平高時，比較器輸出高電平，使D2從原來的反向偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎驅(qū)?，并把同相端電位提升為高電平，使電壓比較器一直穩(wěn)定輸出高電平。同時，該過電流信號還送到SG3525的腳10。當(dāng)SG3525的腳10為高電平時，其腳11及腳14上輸出的脈寬調(diào)制脈沖就會立即消失而成為零。

圖3.2.1

過電流保護(hù)電路

3.2.2空載保護(hù)電路的設(shè)計

空載檢測電路如圖3.2.2所示。是用電流互感器檢測電流輸出，當(dāng)沒有電流輸出時，使三極管Q8截止，從而使RS-CK為高電平，停止輸出SPWM波。8s后，再輸出一組SPWM波，若仍為空載，則繼續(xù)上述過程。若有電流輸出則Q8導(dǎo)通，使得RS-CK為低電平，連續(xù)輸出SPWM波形，逆變電路正常工作。

圖3.2.2

空載檢測電路圖

3.2.3浪涌短路保護(hù)電路的設(shè)計

浪涌電路保護(hù)電路原理圖如圖3.2.3。此電路圖是短路保護(hù)，用0.1歐的電阻對電壓進(jìn)行采樣，通過470千歐電阻得到電流，并使這電流通過光電耦合器，當(dāng)電流過高時使得SPWM波不輸出，關(guān)閉IGBT形成保護(hù)。故障排除后光電耦合器輸出關(guān)斷，逆變器正常工作。

圖3.2.3

浪涌短路保護(hù)電路原理圖

第4章

單元控制電路設(shè)計

4.1

DC-AC電路設(shè)計

由前面論證已經(jīng)明確采用全控橋式逆變電路。其中各橋臂通斷由SPWM波控制的IGBT完成。

系統(tǒng)采用SG3525來實現(xiàn)SPWM控制信號的輸出，該芯片其引腳及內(nèi)部框圖如圖4.1所示。

圖4.1

SG3525引腳及內(nèi)部框圖

直流電源Vs從腳15接入后分兩路，一路加到或非門；另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生穩(wěn)定的+5

V基準(zhǔn)電壓。+5

V再送到內(nèi)部(或外部)電路的其它元器件作為電源。

振蕩器腳5須外接電容GT腳6須外接電阻RTo振蕩器頻率f由外接電阻RT和電容CT決定，f=1．1

8／RCTo逆變橋開關(guān)頻率定為l0kHz，取GT=O．22μF，RT=5

kΩ。振蕩器的輸出分為兩路，一路以時鐘脈沖形式送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及兩個或非門；另一路以鋸齒波形式送至比較器的同相輸入端，比較器的反向輸入端接誤差放大器的輸出。誤差放大器的輸出與鋸齒波電壓在比較器中進(jìn)行比較，輸出一個隨誤差放大器輸出電壓高低而改變寬度的方波脈沖，再將此方波脈沖送到或非門的一個輸入端。或非門的另兩個輸入端分別為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和振蕩器鋸齒波。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個輸出互補(bǔ)，交替輸出高低電平，將PWM脈沖送至三極管V1及V2的基極，鋸齒波的作用是加入死區(qū)時間，保證V1及V2不同時導(dǎo)通。最后，V1及V2分別輸出相位相差180°的PWM波。

4.2

PWM驅(qū)動模塊

4.2.1

驅(qū)動電路的設(shè)計

驅(qū)動電路的設(shè)計既要考慮在功率管需要導(dǎo)通時，能迅速地建立起驅(qū)動電壓，又要考慮在需要關(guān)斷時，能迅速地泄放功率管柵極電容上的電荷，拉低驅(qū)動電壓。具體驅(qū)動電路如圖2.7所示。

圖4.2.1

驅(qū)動電路

其工作原理是：

（1)當(dāng)光耦原邊有控制電路的驅(qū)動脈沖電流流過時，光耦導(dǎo)通，使Q1的基極電位迅速上升，導(dǎo)致D2導(dǎo)通，功率管的柵極電壓上升，使功率管導(dǎo)通；

（2)當(dāng)光耦原邊無控制電路的驅(qū)動脈沖電流流過時，光耦不導(dǎo)通，使Q1的基極電位拉低，而功率管柵極上的電壓還為高，所以導(dǎo)致Q1導(dǎo)通，功率管的柵極電荷通過Q1及電阻R3速泄放，使功率管迅速可靠地關(guān)斷。

當(dāng)然，對于功率管的保護(hù)同樣重要，所以在功率管源極和漏極之間要加一個緩沖電路避免功率管被過高的正、反向電壓所損壞。

4.2.2

TDS2285產(chǎn)生PWN波

SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機(jī)芯片,用其產(chǎn)生為功率主板產(chǎn)生占空比變化的矩形波，通過H橋產(chǎn)生所需的正弦波。U3,U4組成時序和死區(qū)電路，末級輸出用了4個250光藕，H橋的二個上管用了自舉式供電方式，這樣做的目的是簡化電路，可以不用隔離電源，該模塊原理圖如圖4.2.2(a)所示：

圖2-2-1

2.2.1

PWN波的產(chǎn)生

（1）、該模塊中是由TDS2285芯片產(chǎn)生PWM波，TDS2285的芯片各管腳資料如圖2-2-2：

圖4.2.2(a)

PWM驅(qū)動電路圖

1.該模塊所采用的是TDS2285芯片，其管腳如圖4.2.2(b)所示

圖4.2.2(b)

TDS2285管腳圖

2.該模塊中TDS2285芯片的工作原理圖4.2.2(c)如：

圖4.2.2(c)

TDS2285產(chǎn)生PWM波

該芯片的6、7管腳生成交流電正、負(fù)半周調(diào)制波輸出引腳，輸出SPWM脈沖，其頻率有接在2、3管腳間的晶振來決定。9腳為故障報警輸出端，通常驅(qū)動一蜂鳴器，同時配合5腳LED的狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過壓或低壓時，該蜂鳴器隨LED指示燈每隔1秒報警一次，當(dāng)出現(xiàn)交流過流或者短路時，該蜂鳴器隨LED指示燈每隔0.5秒報警一次。13腳為檢測蓄電池電壓，當(dāng)13腳的電壓超過3V或低于1V時，逆變停止工作，并進(jìn)入欠壓或過壓故障狀態(tài)。通過外接蓄電池上分壓來實現(xiàn)。10腳為交流電壓穩(wěn)壓反饋輸入，實時檢測功率主板輸出的交流正弦波輸出電壓變動范圍，并作調(diào)整輸出達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

第5章

系統(tǒng)調(diào)試

5.1

測試使用的儀器

序號

名稱、型號、規(guī)格

數(shù)量

數(shù)字示波器

UT70A數(shù)字萬用表

函數(shù)信號發(fā)生器

5.2

輸出功率與效率的測試

輸出功率的定義：即為電源把其輸入功率轉(zhuǎn)換為有效輸出功率的能力。

測試框圖如下圖所示。

先如圖布置好測試電路后，進(jìn)行如下步驟調(diào)試：

1.各電路輸出電壓、電流測量同時進(jìn)行。

2.開啟所有設(shè)備、記錄輸入功率數(shù)值及各點輸出電壓，電流值。

3.計算輸入功率Pi=Ui*Ii，輸出功率值Po=Uo*Io.4.效率n=Po/Pi*100%,Pi為輸入。

5.3

過流保護(hù)的測試

定義：當(dāng)輸出電流大于設(shè)定保護(hù)值時，系統(tǒng)自動關(guān)閉輸出，形成過流保護(hù)。當(dāng)輸出電流小于設(shè)定保護(hù)值時，系統(tǒng)自動恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

測試方法：如圖18所示。在輸出端接入3個串聯(lián)10歐電阻作為負(fù)載，通過短路其中的一個或兩個來模擬過流情況發(fā)生。觀察系統(tǒng)是否進(jìn)行過流保護(hù)。

圖18

過流保護(hù)測試框圖

測試結(jié)果與分析：逆變過程中，過流保護(hù)裝置在電流大于設(shè)定保護(hù)值時關(guān)閉輸出，并在恢復(fù)正常時又打開輸出。所以過流保護(hù)裝置正常工作。

5.4

空載待機(jī)功能測試

（1）

定義：當(dāng)無負(fù)載接入時，系統(tǒng)關(guān)閉輸出進(jìn)入待機(jī)模式。當(dāng)有負(fù)載接入時，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

（2）

測試方法：接入負(fù)載后斷開負(fù)載，觀察系統(tǒng)輸出狀態(tài)。

（3）

結(jié)果與分析：輸出端負(fù)載斷開5s后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時無輸出。再次接入負(fù)載，系統(tǒng)就開始進(jìn)入逆變工作狀態(tài)。

5.5

輸出電壓范圍測試

（1）

定義輸出電壓的最大值最小值。

（2）

測試方法：調(diào)節(jié)電壓反饋賄賂的參數(shù)，觀察輸出電壓大小。

（3）

測試結(jié)果：接入300歐的電阻調(diào)節(jié)Rp3，輸出電壓在8~12V之間。

結(jié)果分析

經(jīng)過測試以后題目的基本要求都已經(jīng)完成，各項性能指標(biāo)都較好的實現(xiàn)在輸出功率穩(wěn)定時效率達(dá)到了93%。同時該電路還具有短路保護(hù)，空載保護(hù)，過流保護(hù)的功能。

第6章

總結(jié)

剛剛拿到課程設(shè)計的題目時真不知道從哪里開始動手,課題名稱里的芯片根本就沒聽說過。通過上網(wǎng)查找資料,弄清楚了它的功能,才真正開始了設(shè)計。但這個東西包括了幾個部分,所以一定要把握好它的整體設(shè)計思路,在其框架之下,對各部分的單元電路進(jìn)行分析和設(shè)計,最后經(jīng)過電路的修改,參數(shù)的確定,將各個部分連接起來,形成總的電路圖。

課程設(shè)計雖然大家的課題不是完全一樣的，但是大家之間的團(tuán)隊合作還是很重要的，有些地方自己一個人看不明白，通過和同學(xué)之間的討論最終弄明白，這是一個很有趣的過程，我相信通過這次的課程設(shè)計我們大家之間對于電力電子的學(xué)習(xí)取得了更加大的進(jìn)步。

這次實習(xí)我學(xué)到了很多。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在體會設(shè)計的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。

通過這兩個星期的課程設(shè)計，從開始任務(wù)到查找資料，到設(shè)計電路圖，到最后的實際接線過程中，我學(xué)到了課堂上學(xué)習(xí)不到的知識。上課時總覺得所學(xué)的知識太抽象，沒什么用途，現(xiàn)在終于認(rèn)識到了它的重要性。平時上課老師講的內(nèi)容感覺都聽明白了,但真正到了用的時候卻不怎么會用了,經(jīng)過這次課程設(shè)計才知道,要真正學(xué)好一門課程,并不是把每一章的內(nèi)容搞懂就行了,而是要將每一章的內(nèi)容聯(lián)系起來,融會貫通,并能夠應(yīng)用到實踐中去.通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了不少新知識、新方法、新觀點。這次設(shè)計不但鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力、分析問題與解決問題的能力，同時也鍛煉了我克服困難的勇氣和決心。

還有本次課程設(shè)計最重要的是加強(qiáng)了我的動手能力，平時學(xué)習(xí)的時候只是片面的認(rèn)識和照搬書本上的知識，書本知識在實際應(yīng)用的時候會出現(xiàn)很大的偏差，理論聯(lián)系實際才是真正的學(xué)習(xí)之道。要在實際運(yùn)用的時候結(jié)合實際的環(huán)境，具體的分析，解決問題，這才是這次課程設(shè)計對于我最重要的意義。

附錄

總電路圖