斩波补偿式交流稳压器的设计

论文摘要

当今高新技术不断发展,越来越多的高精密仪器设备对交流稳压电源的质量要求越来越高。与此同时,电压幅值不稳定和波形畸变等供电质量问题日渐突出,无法满足高精密度设备仪器正常工作的要求。传统的交流稳压电源存在一些缺陷如效率低、触点磨损、响应慢、稳压精度低等。使用半导体器件作为开关器件,采用智能化补偿技术是交流稳压电源发展方向。针对目前交流稳压电源技术的发展趋势,本文设计了以单片机STC12C5A60S2和脉宽调制器SG3525为主要控制芯片的补偿式交流稳压器。本设计电压补偿采用交流斩波的方法实现,交流斩波电路采用脉宽调制的方式进行控制。单片机和相关元件构成控制系统,控制补偿电压的相位同步和大小,从而使其具有稳定的输出电压和较高的功率因数,并具有短路和过载保护,以及将电压、电流数值实时显示的功能。本文设计的交流稳压电源具有以下特点：调压范围宽、动态响应速度快、输出正弦波失真度小、抗干扰能力强、功率因数高等。最后,对样机进行了实验测试,并对测试结果进行了分析,实验结果完全符合设定要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 交流稳压器的发展现状
• 1.3 主要的几种类型的交流稳压器
• 1.4 交流稳压器的发展趋势
• 1.5 课题研究的意义及研究内容
• 1.5.1 课题研究的意义
• 1.5.2 课题研究的内容
• 2 交流稳压器的总体结构设计
• 2.1 补偿原理介绍
• 2.2 稳压器整体结构
• 2.3 主电路元器件的选择
• 2.3.1 补偿变压器的选择
• 2.3.2 IGBT的选择
• 2.3.3 双向晶闸管的选择
• 3 交流稳压器系统硬件设计
• 3.1 交流稳压器主电路构成
• 3.1.1 电压补偿电路
• 3.1.2 交流斩波电路
• 3.1.3 短路保护报警电路
• 3.2 交流稳压器控制电路设计
• 3.2.1 控制单片机接口电路
• 3.2.2 脉宽调制控制芯片SG3525简介
• 3.2.3 斩波控制电路原理
• 3.3 采样电路设计
• 3.4 双向晶闸管触发电路
• 3.5 过零点检测电路设计
• 3.6 过、欠压保护电路设计
• 4 交流稳压器系统软件设计
• 4.1 整体控制程序设计
• 4.2 A/D转换程序设计
• 4.3 液晶显示程序设计
• 5 试验结果与分析
• 5.1 调试注意事项
• 5.2 试验结果
• 5.2.1 输入电压变化时的输出电压结果
• 5.2.2 负载变化时所测的输出电压结果
• 5.2.3 结果分析
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献