课程设计---单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究.doc

电力电子技术 课程设计 题目：单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师：仲伟堂 李国华 张继华 完成日期：2011年1月10日 辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表 学 期 2009-2010第一学期 姓 名 宫家宝 专 业 自动化 班 级 自动化08-3 课程名称 电力电子技术 论文题目 单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究 评 定 标 准 评定指标 分值 得分 知识创新性 20 理论正确性 20 内容难易性 15 结合实际性 10 知识掌握程度 15 书写规范性 10 工作量 10 总成绩 100 评语： 任课教师 张继华 时 间 2011年1月10日 备 注 课 程 设 计 任 务 书 一、设计题目 单位功率因数低成本交一直一交变频电路的研究 二、设计任务 基于低成本四开关逆变桥与PFC有源功率因数校正技术的交—直一交变频改进电路。 三、设计计划 1、四开关逆变桥的实现 2、升降压PFC有源功率因数校正电路的实现 3、通过实现以上两种设计计划，从而改进交-直-交变频电路 四、设计要求 改进交——直——交变频电路 指 导 教师：张继华 教研室主任：仲伟堂 时 间：2011年1月10日 摘要 交-交变频电路应用不广，交-直-交电路应用较广，本设计根据一般的交-直-交变换电路进行了改进，功率更高。本设计逆变电路比较普通，整流电路用了PFC控制电路提高了功率较低了电流的畸变程度。但由于我的水平有限学习的不够也有不足之处，如对整流侧的驱动不是很清楚只是构思了触发脉冲，但没有涉及到具体电路。 关键词：交交变频电路、PFC控制电路、触发脉冲。 目录 1、交-直-交变频电路····················6 2、交-直-交变频电路分析··················7 3、基于低成本四开关逆变桥与PFC有源功率因数校正技术的交—直一交变频改进电路·········································9 4、四开关逆变桥的实现··················10 5、升降压PFC有源功率因数校正电路的实现·········12 6、结论·························14 7、心得体会·······················15 8、感谢·················································16 9、参考文献·······················17 1 交-直-交变频电路 随着电力电子技术的快速发展，变频器领域内的技术竞争日益激烈。如何找到新的更为有效和简单的主电路拓扑结构，成为近期热点之一。文献中提出了一种新颖的低成本交一直一交变频器主电路结构。如图1所示，该电路使用一块标准六开关IPM模块。其中T3、T5、T6和T2四只开关组合与两只串联电容C1与C2一起构成低成本的四开关逆变电路。余下的T1与T4 两只开关组合与两只串联电容C1 和C2 一起构成单相倍压PWM整流电路，该电路可实现输入正弦电流，功率因数近似为单位1，且使能量双向流动。该电路结构紧凑、成本低。在逆变电路的拓扑结构上产生了突破，只用四只功率开关就实现了三相交流电路的逆变。 图1 低成本交-直-交变频电路 2 交-直-交变频电路分析 在C1、C2右面为逆变电路，设在t1时刻前T3和T2导通，输出电压为Ud,t1时刻T5和T2栅极信号反向，T2截止，而因负载电感中的电流不能突变，T5不能立刻导通，D5导通续流。到t2时刻T3和T6的栅极信号反向，T3截止而T6不能立刻导通，D6导通续流和D5形成续流通道，输出电压为-Ud。到负载电流过零变负并开始反向时，D6和D5截止，T6和T5开始导通，输出为-Ud。t3时刻，T5和T2栅极信号反向，T5截止，而T2不能立刻导通D2续流，输出为0。以后过程和前面类似。 图2 逆变电路输出电压波形图 在C1和C2左面为整流电路 Vi上正下负时T4栅极电压为正，D1导通。当Vi过零变负时，Li电感作用使D1持续导通，Li上能量转移到C1上。 Vi上负下正时T1栅极电压为正，D4导通。当Vi过零变正时，Li电感作用使D4持续导通， Li上能量转移到C2上。整个过程为向C1和C2充电过程。 但这种电路在中国使用遇到极大困难，原因是我国单相交流电压的有效值为22O V，是欧美国家所用110 V电压的两倍。考虑到Boost升压