电力电子课程设计报告--可逆直流PWM驱动电源的设计

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1、课课课课程程程程设设设设计计计计说说说说明明明明书书书书（论论论论文文文文） 课程名称：电力电子技术 设计题目：可逆直流 PWM 驱动电源的设计 院 系：电气工程系 班 级： 设 计 者： 学 号： 同 组 人： 指导教师： 设计时间：2013 年 06 月 课程设计任务书课程设计任务书 姓 名： 院 （系） ：电气工程 专 业：电气工程及其自动化 班 号： 任务起至日期： 2013 年 06 月 18 日至 2013 年 6 月 22 日 课程设计题目： 可逆直流 PWM 驱动电源的设计 已知技术参数和设计要求： 课程设计的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流 PWM）驱动 电源。D

2、C-DC 变换器采用 H 桥形式，控制方式为双极性。 被控直流永磁电动机参数： 额定电压 20V， 额定电流 1A， 额定转速 2000rpm。 驱动系统的调速范围：大于 1：100，电机能够可逆运行。驱动系统应具有软启 动功能，软启动时间约为 2s。 工作量： 1）主电路的设计，器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计 和 H 桥可逆斩波电路的设计(要求采用 IPM 作为 DC/DC 变换的主电路，型号 为 PS21564)。 2）PWM 控制电路的设计（指以 SG3525 为核心的脉宽调制电路和用门电 路实现的脉冲分配电路） 。 3）IPM 接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，

3、及上桥臂驱动电 源的自举电路） 。 4）DC15V 控制电源的设计（采用 LM2575 系列开关稳压集成电路，直接 从主电路的直流母线电压经稳压获得） 。 3 人组成 1 个设计小组， 通过合理的分工和协作共同完成上述设计任务。 设 计的成果应包括：用 PROTEL 绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计过程 的详细说明书及焊装和调试通过的控制电路板。 工作计划安排： (学时安排为 1 周，但考虑实验的安排，需分散在 2 周内完成) 第 1 周： 全体开会，布置任务，组成设计小组（每组 3 人） ，会后设计工作开始。 答疑，审查设计方案，发放器件和装焊工具。 完成焊装工作。 第 2 周 每人

4、 12 学时到实验室调试已装焊好的电路板，并完成相关测试和记录。 撰写设计报告。 同组设计者及分工： 指导教师签字 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 年 月 日 1 双极模式直流双极模式直流 PWM 驱动电源的设计驱动电源的设计 1.主电路设计主电路设计 1.1. 主电路设计要求主电路设计要求 直流 PWM 驱动电源的主电路图如图 1a 所示,图 1b 为控制原理框图，它包括整流 电路和 H 桥可逆斩波电路的设计。二极管整流桥把输入交流电变为直流电，H 桥逆变 器则根据 IGBT 驱动信号占空比的不同，得到不同的直流电压，并将其加在电动机上。 a 主电路图 脉 宽 调 制 电 路

5、 脉 冲 分 配 电 路 器 件 驱 动 电 路 V 1 V 3 V 2 V 4 L 1 L 2 L 3 M ub2 ub1 ub3 ub4 ui+ 功 率 转 换 电 路 b 控制原理框图 图 1 （1）整流部分采用四个二极管构成整流桥模块； （2）逆变器部分采用 IPM（智能功率模块）PS21564 构成。该电路主要为三相 逆变桥，此处采用其中的 U、V 两相； （3）根据负载要求，计算出交流侧输入电压和电流，作为设计整流变压器、选 2 择整流桥和滤波电容的依据。由于该电路整流输出电压较低，所以在计算变压器副边 电压时应考虑在电流到达负载之前，整流桥和逆变桥中功率器件的通态压降。 1.2

6、1.2 整流电路设计整流电路设计 整流部分采用 4 个二极管构成的整流桥模块。电动机的额定电压为 20V，通过查 阅该型号 IPM的数据手册得知， 开关器件的通态压降为 2V左右， 可知 dc V电压为 24V， 由全桥整流电路可知： 2 0.9 dc VV 整流桥中二极管的管压降为 1V，可知变压器副边电压及变压器的变比，滤波电 容选择耐压 40V 左右，容值 450uF 左右。 1.1.H H 型逆变桥设计型逆变桥设计 该部分电路在 IPM 模块内部集成，不需要设计。它的主电路是三相逆变桥，此处 采用其中的 U、V 两相。 2 2 . .控制电路设计说明控制电路设计说明 SG3525 的