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基于 igbt 变频 电源 设计 资料

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基于IGBT的变频电源设计摘 要随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气设备控制性能要求的提高，用电设备对电源的要求越来越高。许多行业的用电设备都不是直接使用电网提供的交流电作为电源，而是通过各种形式对电网交流电进行变换，从而得到各自所需要的电能形式。目前，电源正朝着高效率，高稳定度，高功率密度，低污染，模块化发展。为了满足输出电压和频率可变的逆变电源的基本指标，调制方式上各种新颖的调制技术不断涌现，控制上各种适合于不同要求的逆变器的控制方案被提了出来。本设计是基于SPWM逆变技术，将由单片机产生的SPWM波输出作为IGBT的驱动信号，最后通过低通滤波,从而在输出 得到 的正 信号波形。为了 于 输出 的电压 ，用 输出电压 。 设计电 可 产生频率稳定度 度高的正 波。变频电源 IGBT SPWM调制 单片机ABSTRACTAs development and all trades and professions at full speed of electric and electronic technology control the improvement that performance required to the electric equipment, power consuming apparatus have more and more high expectations for power one. Power consuming apparatus of a lot of trades is not all the alternating current using the electric wire netting to offer directly, as the power, but vary the alternating current of electric wire netting through various forms, thus get the electric energy form needed each. At present, power towards high efficiency, high steady degree, high power density, low to pollute,module development. Output voltage and frequency variable going against the basic index which change power in order to meet, modulate way of different novelty modulation technology emerge constantly, control, have various suitable for different control scheme to go against person who become that require mention, come out. Design, based on SPWM go against technology of turning into, output drive signal in IGBT by SPWM wave that one-chip computer produce originally, strain the wave through being low and open finally, thus get one in the output end does not have distorted sine signal wave form. In order to observe the voltage value of the output end, in charge of the number to monitor and outputting voltage value. This is designed circuit can be produced the steady degree of frequency, precision is high and sinusoidal wave.Key Words Frequency conversion power source IGBT SPWM Modulation Monolithic integrated circuit目 1 12 方案 32.1 SPWM方案 32.2 驱动电 的设计方案 43 54 单currency1电 的设计64.1 电“电 设计64.2 驱动电 设计 74.3 IGBT电 设计 84.3.1 IGBT84.3.2 fi式电 94.4 低通滤波电 设计104.5 电源电 设计 114.6 SPWM单currency1电 124.6.1 SPWM发展124.6.2 SPWM波形生方fl134.6.3 ATMEGA8单片机 144.6.4 ATMEGA8单片机 功能 154.6.5 ATMEGA8单片机的最电 流 174.7 电压单currency1电 194.7.1 89S52单片机的 194.7.2 ADC0809 234.7.3 ADC0809 234.7.4 ADC0809电 流 265 ” 29 30 31 1 电 32 2 SPWM 33 3 电压 37 411 所， 所使用的电频率是50Hz，是，在 生， 需要的电源频率不是50Hz。电气化是 发展的方 ，25Hz电源是电气化 信号的 设备。在 使用的电源是400Hz的电源。由 可 出在 多 合，需要电源的频率不是电所提供的50Hz。 变频电源的产生。在现 生变频电源 用于 机 行业。1969 上 生 逆变电源，由于 调 性 而 功低，在电子和电气 得到了 速的 用。逆变器从1969发展到 ， 历了几十的发展过 。控制方fl也出现了许多， 可 分为 变压和变频控制方fl。目前用多的是变压的脉宽调制技术即PWM控制技术，即利用控制输出电压的脉冲宽度，将直流电压调制幅宽度可变的交流输出电压脉冲，来控制输出电压的效 控制输出电压谐波的分布和抑制谐波。PWM技术可 速地控制输出电压，效地进行谐波抑制，它的动态响 好，在输出电压质 效率诸方面着显的点。根据形PWM波原理的不同，可 分为 下几种 矩形波PWM 正 波SPWM 间相 PWM(SVM) 定谐波消除PWM 电流滞环PWM。这四类PWM波各缺点，因而适用于不同的 合。SPWM的全称是Sine Pulse Width Modulation，意思是正 脉冲宽度调制1，简称为SPWM,是调制波为正 波 载波为三角波或锯齿波的 种脉宽调制fl，它是1964由A.Schonung和H.Stemmler把通讯的调制技术 用到逆变器而产生的。后来由Bristol 学的S.R. Bo wer于1975对该技术正式进行了 用。这项技术的 点是原理简单，通用性强，控制和调 性能好， 消除谐波 调 和稳定输出电压的多种作用，是 种 好的波形改善fl。它的出现为型逆变器的发展起了要的 动作用。传的电源用都是模拟控制，模拟控制 过多的发展，己 非常熟。然而，模拟控制着固的缺点 控制电 的currency1器 多，电 复杂，所占 ，制 本 高 灵性不够，硬电 设计好了，控制策略 fl改变 最主要的是逆变电源不 于调”， 的模拟currency1器使之间的连接相当复杂，从而使的故障检 维修 困难。模拟器的老化问题和不可补偿的温漂问题， 易受环境(如电磁噪声，上作环境温度)干扰因素都会影响控制的长期稳定性。近来高速MCU技术的熟和普遍， 用哈佛构 流水线操作，即 据存储器彼 相互独立，在每 钟期能 指 据 行指 多 操作从而 指 行期。高速 MCU的发展，正 波逆变器的控制技术方案也由传的模拟控制 现 化控制的方 发展。用 化控制，不 可 低控制电 的复杂 度，提高电源设计和制 的灵性，而 可 用 进的控制方fl，从而提高逆变电源输出波形的质 和可性。基于MCU的发展上逆变电源技术正朝 下几种 发展 1 高频化 理 分 和 电器产 的变压器 电 和电 的 供电频率的 方根 。所 当 把频率从频50Hz提高到20khz，提高400 的 ，用电设备的 下 频设计的5-10%，主要 可 90% 高，可 电30% 多。由于功率电子器作频率上的提高，使许多原来用电子 的传高频设备固态化，原 消显 低 电源currency1型化 的动态 “， 可 现技术fi 的fl 。2 化 现在 式信号， 电 越来越要， 信号 理技术 善熟，显出越来越多的点， 于计机 理控制 模拟信号的变 提高干扰能力 于调” 也 于自断，”技术的，同 也为电源的技术发展提供了方 。3 化 随着各种 策fl的出 ，对 污染的 电源的声越来越高。 电源的fi 是显 电，这意着发电 的 ，而发电是 环境污染的要原因，所 电可 对环境的污染 这 电源不能对电网产生污染。为了使电源 化，电源 “currency1高效滤波器， 在电网输 用功率因 正技术和 技术。提高输功率因 要意，不 可 对电网的污染， 低电的 功 ，起到环和 能的效，而 能 相 的，提高行可 性。提高功率因 的传方fl是用 源功率因 正技术，目前 进的方fl是 单相输的用源功率因 正技术。本设计主要是用效面fl来计逆变产生SPWM波形2， 输出波形不 。同 ，通过89S