电力电子技术课程设计----PWM交流斩控技术的交流稳压电源设计

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1、电力电子技术课程设计 1 摘要 近年来，有人把交流斩控技术应用到稳压电源领域，出现了斩控式交流稳压电路。这 类电路的工作原理与直流斩波器相似，但输入电压和负载电压均为交流。因此电子开关必 须是双向的，直流斩波电路中经常用到的续流二极管在这里也不能采用，续流作用也要靠 交流电子开关来实现。 目前的调压器大多数为传统的相控式交流调压器，采用的开关器件为晶闸管。它们的 优点是：控制电路简单、功率容量大；缺点是：当控制角增大时，功率因数减小，电流中 谐波的幅值相对大，滤波器的体积大。而本文所研究的 PWM 型斩控式交流稳压电路可以较 好地克服上述缺点，在 PWM 方式中，开关模式是双向的，且当两个开关

2、均关断时，需要提 供一个续流回路。在许多电路拓扑中，装置续流回路是用另外的取向开关来实现的。新型 的 PWM 斩控式稳压电源电路只采用带有 RC 旁路缓冲电路的标准开关。然而，RC 的功耗给 系统带来了很大的负担。本文首先就提出了交流调压器的一种拓扑。这种拓扑通过巧妙的 PWM 开关模式，提供了开关安全转换的条件，而没有高电压尖峰，用输入或者输出电压的 极性来决定开关模式。采用了含有两个开关和两个续流二极管的标准功率开关模块。其电 路拓扑的优点：功率因数高、谐波少、效率高、可靠性高、动态过程快、容易实现、容量 大、滤波器体积小等。 本设计利用 PWM 交流斩控技术,对传统的交流稳压电源进行了改

3、进,使其性能照以往的 稳压电源有了很大的提高。 PWM 交流斩控技术的交流稳压电源设计 2 第一章 前言 11 应用背景概述 随着高新技术的发展，越来越多的高精密负载对输入电源，特别是对交流输入电源的 稳压精度要求越来越高。但是，由于电力供求矛盾的存在，市电电网电压的波动较大，不 能满足高精密负载的要求。 由于此现状的出现，交流稳压技术的发展便倍受广大电力用户和生产厂商的关注，其 原因在于我国市场上现有的各种交流电力稳压产品，在技术性能上还存在较大欠缺。 在我国应用较早，且用户最广的交流电力稳压电源当属柱式（或盘式）交流稳压器， 虽然这种稳压电源有很多优点，但由于它是用机械传动结构驱动碳刷（或

4、滚轮）以调节自 耦变压器抽头位置的方法进行稳压，所以存在工作寿命短，可靠性差，动态响应速度慢等 难以克服的缺陷。 近年来不少生产厂家针对柱式交流电力稳压器所存在的缺点，纷纷推出无触点补偿式 交流稳压器，大有取代柱式稳压器之势。这种电源实质上仍然是采用自耦方式进行调压， 所不同的只是通过控制若干个晶闸管的通断，改变自耦变压器多个固定抽头的组合方式， 来代替通过机械传动驱动碳刷改变自耦变压器抽头位置的一种调压方法。这种方法固然提 高了稳压电源的可靠性和动态响应速度，但却失去了一个重要的调节特性平滑性，即 调节是有级的，其必然结果是稳压精度低（一般只有 35） ，并且在调节过程中，当 负载电流很大时会冲击电网并产生低频次谐波分量，对负载也会产生冲击；另外采用这种 方法所用变压器较多（一相至少需二台，即一台自耦变压器，一台补偿变压器） ，这就增 加了电源的自重和空载损耗。 12 PWM 控制技术简介 脉宽调制技术(即 PWM 技术)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种 非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 PWM 控制的思想源于通信技