开题报告--基于IGBT的变频电源设计

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1、 毕 业 设 计 开 题 报 告 基于 IGBT 的变频电源设计 系系 别：别： 班班 级：级： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 20 年 月 日 1 毕业论文开题报告 课题题目 基于 IGBT 的变频电源设计 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 成果形式 A B C D E 同组同学 无 开题报告内容（可另附页） 指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否 具备等） 指导教师签名： 月 日 专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改 意见等） 专家组成员签字： 教学主任（签章） ： 月 日

2、 2 附页：开题报告 基于 IGBT 的变频电源设计 一选题依据： 电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是 电子设备和机电设备的基础，它与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用的最 为广泛。可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备，它不仅提 供优质电能，还对科学技术的发展产生巨大的影响。 所有用电设备对供电电压、频率、功率都有一定的要求。如一般的电子设备要求 电网 220V 电压的变化在10%以内频率 50Hz 供电系统的功率要足够的大，如果达不 到这个要求，设备就不能保证正常工作，甚至可能损坏。一些精密电子仪器对电压稳 定、频率、功率的要求更

3、为严格。变频电源正是为满足负载的稳压、频率、功率需求 而产生的，其功能是在输入电压或负载在一定范围内变化时自动保持输出电压、功率 基本不变并且频率不随负载的性质而变化。 变频电源已形成了一个独立的技术领域和 一个巨大的市场，在工业、科研、国防等各个方面得到越来越广泛的应用。 现在，电源技术的发展使得用新型、高效的开关电源取代传统电源已成为必然。 传统的稳压电源一般都是线性电源，这种电源效率低、体积大。随着技术的发展，开 关电源的开关频率越来越高，使得电源的小型、轻量化成为可能。电源工作在开关状 态，从原理上讲是低损耗的。本课题设计的基于 IGBT 的变频电源设计就是用新型的 开关电源取代传统电

4、源，其特点就是效率高、体积小、保护完善等。 变频电源的分类： 根据输出波形方式，可分为正弦波、方波、三角波等。 根据输出功率大小方式，可分为大功率、中功率、小功率等。 二变频电源组成： 电源功能及整体结构 市电单相电压(220V)经整流滤波后供给逆变电路，IGBT 在驱动信号作用下将整 流滤波后的直流电变成一定电压、一定频率的交流电，经隔离滤波后供给负载。输出 电压经过取样后送给单片机处理， 单片机对取样信号经控制算法处理后输出修正后的 SPWM 控制信号，使输出电压稳定在所设定的期望值上。电源的基本功能有：输出电 3 压的显示、过热、过载保护等。 电源整体结构图及功能如下图所示： 图4 电源

5、整体结构图 三关键技术： 1.IGBT 特性对驱动电路的要求： (1) 提供适当的正反向电压，使 IGBT 能可靠地开通和关断。当正偏压增大时 IGBT 通态压降和开通损耗均下降，但若 UGE过大，则负载短路时其 IC随 UGE增大而增大，对其安 全不利，使用中选 UGE15V 为好。负偏电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使 IGBT 误 导通，一般选 UGE=5V 为宜。 (2)IGBT 的开关时间应综合考虑。快速开通和关断有利于提高工作频率，减小开关损 耗。但在大电感负载下，IGBT 的开频率不宜过大，因为高速开断和关断会产生很高的尖 峰电压，及有可能造成 IGBT 自身或其他元件击穿。

6、(3)IGBT 开通后，驱动电路应提供足够的电压、电流幅值，使 IGBT 在正常工作及过 载情况下不致退出饱和而损坏。 (4)驱动电路应具有对 IGBT 的保护功能。IGBT 的控制、驱动及保护电路等应与其高 速开关特性相匹配，在未采取适当的防静电措施情况下，GE 段不能开路。 电压显示 电源电路2 EMI 滤波 整流滤波 电压可调 电压采集 显示驱动 单片机 驱动电路 桥式逆变 输出滤波 单片机产 生 SPWM 电源电路1 输出 AC 4 (5)SPWM 波的产生，利用单片机用软件产生一个 SPWM 波送给 IGBT 的驱动电路。 2.硬件方案： 一般情况下，电源技术的主要内容包括以下几个部分:电力电子器件、功率变换 电路、电源整机及系统等。 (1)电力电子器件： 1)不控性器件： 主要是各种功率二极管， 包括工频下工作的整流管、 整流桥模块、 快恢