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1、湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书题 目： 15kVA逆变电源设计 专业班级： 电气工程0683班 学生姓名： 学 号： 200613010312 完成日期： 2010年6月 指导教师： 评阅教师： 2010年 6 月湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺和声明：所撰写的15kVA逆变电源设计是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属学校所有。 学生(签名)： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 15kVA逆变电源设计 姓名 彭杰 学院 应用技术学院 专业_电
2、气工程及其自动化 班级 0683班 学号 12 指导老师 李 春 菊 职称 讲 师 教研室主任 谢 卫 才 一、 基本任务及要求： 主要设计内容如下： 1、理解逆变电源的工作原理，确定系统主电路 ： 包括主电路结构的选择，逆变功率器件的选择 ，参数计算 2、确定系统驱动电路 3、设计系统的控制电路（包括保护电路、触发电路等） 4、提交毕业设计论文和图纸 参数如下: 直流侧输入电压:750V 输出交流电压:380/220V 输出频率:50Hz 容量:15kVA 二、 进度安排及完成时间：1、第12周：查阅资料；写开题报告;确定总体方案。 2、第34周：毕业实习、撰写实习报告。 a3、第56周：确
3、定系统主电路 a4、第78周：确定系统驱动电路 5、第912周：设计系统的控制电路 a6、第1314周:撰写毕业设计论文。 a7、第15周：指导老师评阅、电子文档上传FTP。 a8、第16周：毕业设计答辩。 A15kVA逆变电源设计 目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 现代逆变技术11.3 本课题的主要内容和意义2第2章 逆变功率器件的选择42.1 逆变器用功率开关器件介绍42.2 功率器件的选择52.2.1 IGBT的结构特点和工作原理52.2.2 IGBT的基本特性62.2.3 IGBT的主要参数92.2.4 IGBT的擎住效应和安全工作区102.2.5
4、 IGBT驱动电路的基本要求112.2.6 IGBT的保护方式112.3 逆变电路的选择122.3.1 逆变电路的介绍122.3.2 单相电压型逆变电路132.3.3 三相电压型逆变电路152.3.4 逆变电路的选择16第3章 系统主电路设计183.1 系统的主电路设计及其工作原理183.1.1 主电路的主要设计参数183.1.2 系统组成183.1.3 系统的主电路图193.1.4 系统的工作原理203.2 主电路的参数设计203.2.1 斩波器的设计203.2.2 整流与逆变电路的设计21第4章 控制电路设计244.1 控制电路的设计244.1.1正弦脉宽调制波（SPWM）的产生原理244
5、.1.2 SA8282特性特点254.1.3单片机AT89C51最小系统及外围扩展芯片294.2 驱动电路的设计304.2.1 EXB840功能介绍304.2.2 驱动电路的设计31第5章 保护电路设计325.1 过流保护回路设计325.1.1 产生原因及危害325.1.2 过流保护电路325.1.3 工作原理335.2 泵升电压保护回路设计335.3 过（欠）压保护回路的设计335.3.1 过压保护电路335.3.2 缓冲吸收回路设计34结束语37参考文献38致谢39附录 系统电气原理图404015kVA逆变电源设计摘要：本次设计的容量15kVA，频率为50Hz的逆变电源，在分析以IGBT为
6、主要器件的逆变器基础上，给出了直流斩波电路和三相全桥逆变电路的工作原理。该逆变电源通过斩波电路将输入的750V直流电压转换为440V直流电压后经过逆变电路逆变成交流电压，最后经过变压器得到380/220V交流电压。逆变器中的IGBT驱动电路由SPWM进行控制，通过对主要的驱动电路以及控制电路的设计，使得该逆变电源得以实现。设计中说明了对各元件的参数计算和选择，并且还提出了IGBT的保护电路方案。关键词：IGBT；逆变器；斩波电路；SPWM；短路保护Designing of 15kVA Inverter PowerABSTRACT: This paper has designed a inver
7、ter power supply of volume 15kVA, working frequency 50HZ, based on that has analyzed the characteristic of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). It was provided the working theory of DC Chopper and bridge type invert circuit. The inverter power supply first turn the 750 DC volt into 440 DC volt
8、by Buck Converter, then The inverter control can invert 440 DC volt into 380/220 AC volt. The drive circuit of IGBT in the inverter was controlled by SPWM. The design of drive circuit and control circuit can make the inverter power supply working, There are introductions of design and chosen about e
9、very component, also shot circuit protection of IGBT was advanced.Keywords: IGBT; Inverter Power; Buck Converter; SPWM; Short Protection第1章 绪论1.1 课题背景电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础，她与国民经济各个部门相关，在工农业生产中应用得最为广泛。可以说，凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备，她不仅提供优质电能，还对科学技术的发展产生巨大的影响，例如由于超小型、高效率的高频开关电源
10、的出现，促进了航空航天和舰船技术的发展;不间断电源(UPS)的研制成功大大提高了计算机、通信、导航、医疗等设备的可靠性;脉冲电源广泛应用于电焊、电镀等行业，节省了大量的电能和原材料。从而可以看出电源技术的研究对国民经济的发展具有重大意义。电源分为三大类：1）把其他能量转换成电能，例如水力、火力、风力及核能发电等，一般称这种电源为一次电源(即供电电源，俗称电网或市电)。2）在电能传输过程中，在供电电源和负载之间对电能进行变换或稳定处理，一般称这种电源为二次电源(即对已有的电源进行控制)。3）平时把能量以某种形式储存起来，使用时再变成电能供给负载，典型的器件就是人们常见的各种蓄电池，一般称此为化学
11、电源。其中，二次电源起着很重要的作用。二次电源，就是把输入电源(由电网、蓄电池或燃油发电机供电等)变换成在电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性(含电磁兼容、绝缘散热、不间断供电、智能蓝控)等方面符合要求的电能供给负载，这是目前应用最广泛的电源技术领域，主要研究如何利用电子技术对电功率进行变换及控制，它广泛运用电磁技术、电子技术、计算机技术和材料技术等学科理论，具有较强的综合性。本课题所做的电源即属于此类。1.2 现代逆变技术逆变技术，逆变技术就是电力电子技术上的使直流变成交流(DC/AC)的一门技术， 是电力电子学四种变换技术中最主要的一种。它的基本功能是是使交流电能(AC)与直流电能(DC)进行相互变换.它是电力电子技术领域中最为活跃的部分.逆变器就是通过半导体功率开关器件(SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET模块等)开通和关断作用,实现逆变的电能
