数字斩波交流调压电源

论文摘要

本文以斩波交流调压电源为研究对象,阐述了斩波交流调压技术的基本原理及其发展趋势。论文前半部分着重于交流斩波电路的理论分析,首先研究了斩波交流调压电路的拓扑结构,然后应用电路的小信号理论分析了交流斩波电路的模型。在第三章中,总结了交流斩波电路的开关控制策略,并引入了缓冲电路理论来实现交流斩波电路的开关软化。最后,在第五章中论文还给出了一些交流斩波调压电路的典型应用实例。论文的后半部分设计了一台20kw/16kHz的数字式三相斩波交流调压电源试验样机。该电源以三相Cuk交流斩波电路为主电路,控制核心采用Atmel公司的Atmega48控制芯片,简化了系统结构。论文应用前半部分的理论基础,分析了三相Cuk斩波电路的电路模型,设计控制系统和控制电路。为了验证理论分析和设计的正确性,论文应用PSPICE软件进行了仿真,并搭建了一台样机进行实验。结果表明,该数字式三相斩波交流调压电源输出波形正弦度高,功率因数高,控制简单,造价低廉,具有相当广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 交流调压技术简介
• 1.1.1 交流调压技术的含义
• 1.1.2 交流调压技术的发展
• 1.2 国内外发展状况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 研究意义
• 第二章 AC/AC 变换器拓扑
• 2.1 双向开关拓扑结构
• 2.2 第一类开关拓扑结构
• 2.2.1 单相电路拓扑结构
• 2.2.2 三相电路拓扑结构
• 2.3 第二类开关拓扑结构
• 2.3.1 单相电路拓扑结构
• 2.3.2 三相电路拓扑结构
• 第三章 AC/AC 变换器电路模型
• 3.1 简化模型
• 3.1.1 理想双向开关
• 3.1.2 电路理想开关模型
• 3.2 小信号模型
• 3.2.1 电路简化模型
• 3.2.2 小信号分析
• 第四章 AC/AC 变换器开关控制策略
• 4.1 第一类开关控制策略
• 4.2 第二类开关控制策略
• 4.2.1 不带相位检测的互补导通时序
• 4.2.2 时序分析
• 第五章 AC/AC 变换器软开关技术
• 5.1 缓冲电路理论
• 5.1.1 缓冲电路基本原理
• 5.1.2 缓冲电路基本拓扑
• 5.2 缓冲电路应用于AC/AC 变换器
• 5.2.1 电路拓扑结构
• 5.2.2 电路参数与仿真系统图
• 5.2.3 仿真波形和分析
• 5.3 缓冲电路技术发展展望
• 第六章 AC/AC 变换器应用实例
• 6.1 电力电子变压器
• 6.1.1 发展历史
• 6.1.2 结构与性能
• 6.2 电机软启动和调速控制
• 6.2.1 电机调速控制
• 6.2.2 应用实例
• 6.3 三相自换相静态无功功率补偿
• 6.3.1 无功功率补偿电路
• 6.3.2 新型无功功率补偿器拓扑
• 第七章 三相交流调压电源的设计与实现I
• 7.1 系统介绍
• 7.1.1 系统分类
• 7.1.2 系统框图
• 7.2 主电路结构
• 7.2.1 电路拓扑
• 7.2.2 选取依据
• 7.3 电路模型
• 7.3.1 简化模型
• 7.3.2 模型分析
• 第八章 三相交流调压电源的设计与实现II
• 8.1 检测电路
• 8.1.1 电压检测电路
• 8.1.2 电流检测电路
• 8.2 开关驱动电路
• 8.2.1 开关驱动电路结构
• 8.2.2 驱动电路工作原理
• 8.3 保护电路
• 8.3.1 过流过压保护电路基本结构
• 8.3.2 电路工作原理
• 8.4 芯片与控制环节
• 8.4.1 芯片与开发环境
• 8.4.2 单神经元PID 控制环节
• 8.4.3 系统软件设计
• 第九章 实验结果及结论分析
• 9.1 仿真和实验结果
• 9.1.1 仿真原理图和仿真波形
• 9.1.2 实验波形
• 9.1.3 结果分析
• 9.2 三种交流调压电源对比分析
• 9.2.1 输出谐波对比
• 9.2.2 电源效率对比
• 9.3 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文