1.5kW程控式数字调压器的设计

摘要

目前，对于交流调压的方法有两种:一类是以交流变压器为核心的调压，但是存在体积大、笨重、调节精度低或有级调节、可靠性差等缺点;另一类利用晶闸管相控调压，但是因采用相控方式存在功率因数低、谐波大、动态响应慢、滤波器体积大等缺点。随着电力电子技术和微电子技术向高频化、高效化和低污染发展，交流斩波技术得到了迅速的发展。该斩波技术可使交流输出电压得到连续调节，并使输出电压具有波型好，控制精确等特点。因此，本论文对基于交流斩波原理的交流调压器进行了研究，并完成对其的设计。
　　 本课题采用交流斩波的方法设计了一个1.5kW程控式数字调压器。在该系统中，对于斩波主电路采用4个开关来实现，2个开关用于对输入电压的正负波形的斩波，2个开关用于续流。为了使研制的系统输出效率高，减少开关的损耗，采用软开关技术，实现零电压或零电流进行开关的切换。由于交流斩波所形成的高次谐波，其频率随着开关频率增加而增加，在本系统中采用10uf电容实现了10kHz斩波频率的滤波，使输出电压波形良好。在交流斩波调压控制中，采用非互补方式来实现，克服在感性负载状态下互补控制方式存在不可控区域，从而导致输出波形不受负载的影响。此外，本系统在设计的过程中，对于输出电压的控制采用数字化控制，从而实现系统的远程控制，使系统的应用更加广泛和方便。
　　 本文所设计的交流调压器不仅具有输出电压波形不受负载的影响，而且还能实现数字控制。因此，由该方法制成的调压器具有系统功率因数仅取决于负载的功率因数、动态响应速度快、线性调压范围宽以及输入、输出易于滤波等优点。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 交交变换电路(AC-AC变换电路)

1．3 控制方案综述

1．4 研究的主要内容

第2章 斩波交流调压电路的工作原理

2．1 斩波交流调压电路的基本工作原理

2．2 LC滤波器参数设计

2．3 斩波交流调压电路的非互补控制方式

2．3．1 无电流检测的非互补控制

2．3．2 有电流检测的非互补控制

2．4 非互补控制方式的斩波交流调压电路仿真分析

2．5 本章小结

第3章 斩波交流调压变换器的PI控制器设计

3．1 电压单闭环瞬时值PI控制原理

3．2 交流调压电路的PI控制特性分析

3．3 PI控制参数的设计

3．4 电压单闭环瞬时值PI控制仿真分析

3．4．1 负载情况仿真结果与分析

3．4．2 抗负载波动能力的仿真与分析

3．5 本章小结

第4章 交流斩波器控制电路设计

4．1 交流斩波器整体控制电路设计

4．2 基于TMS320F2812的PWM控制电路设计

4．3 PWM波的控制程序设计

4．4 非互补控制电路设计

4．5 驱动电路设计

4．5．1 IGBT驱动电路的要求

4．5．2 M57962驱动电路设计

4．5．3 交流斩波驱动电路设计

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介