IGBT 逆变电源的设计.pdf

IGBT 逆变电源的设计 目录 摘要III ABSTRACTIV 第1章 绪论1 1.1课题的背景 1 1.2 电源技术的发展概况 2 第2章 逆变电路的基本原理3 2.1 IGBT 的特性和基本原理 3 2.1.1 IGBT 的工作原理3 2.1.2 IGBT 的特性与参数特点4 2.1.3 IGBT 的保护7 2.2逆变技术及其原理 8 2.2.1逆变电路的基本工作原理8 2.2.2三相电压型逆变电路9 2.3 SPWM控制技术及其原理 13 2.3.1 SPWM控制的基本原理13 2.3.2单极性和双极性SPWM控制方式13 第3章 系统硬件设计15 3.1系统总体介绍 15 3.2系统主电路设计 16 3.2.1输入滤波器EMI的设计17 3.2.2输入整流滤波电路的设计19 3.2.3逆变器和输出滤波电路的设计20 I 3.2.4 RCD缓冲电路的设计22 3.3采样电路及A/D转换电路 26 3.3.1 采样电路26 3.3.2 A/D转换电路27 3.4 SPWM波产生芯片SA4828及其应用 28 3.4.1 SA4828工作原理28 3.4.2 SA4828与单片机的连接30 3.4.3 SA4828的编程31 3.5 IGBT驱动电路EXB841 35 3.5.1 IGBT驱动电路的要求35 3.5.2.集成化IGBT专用驱动器EXB84136 3.6系统保护电路设计 38 3.6.1启动浪涌电流抑制电路38 3.6.2输入欠压过压保护电路39 3.6.3输出过流保护电路40 3.6.4温度保护电路41 3.7辅助电源电路的设计 42 第4章 系统软件的设计43 4.1系统控制程序设计 43 4.2软件抗干扰技术 45 结论47 参考文献48 致谢49 附录A 原理图:50 附录B系统主程序及子程序51 II IGBT 逆变电源的设计 摘要 本文以AT89C51 单片机为控制核心，设计了一个 SPWM 控制器SA4828 作为主逆 变电源系统。 该电源具有数字控制、结构简单、控制方便等特点，为新型电源产品的 开发提供了一种新的设计理念。 目前，智能控制仍然是国内外研究的热点，在本文的 设计中采用了性价比很高的C51 单片机作为控制核心，通过这种高效率高性能的处理器 进行存储和运算处理，产生了高效的控制方法和手段，而且还能够进行很好的保护功能 [1] 。在调制上通过采用SPWM 脉冲宽度调制，一方面提高了设备的使用效率，另一方面 也完善和优化了设备的一些性能。通过使用SA4828 取代了传统的模拟的控制脉宽调制 芯片HFT-4752,SA4828 是一种先进的数字式的脉宽控制调制芯片，能够产生高精度的 SPWM 波形，并且能够提供质量达到标准的数字式三相的脉宽调制波形，另外在本次设 计的系统了也设计了保护电路，由稳定性好，可靠性高的驱动保护芯片构成。 至于在供电上，专门用到了JS158，这是一种专门为设计逆变电源之外，还引进了 IPM 的嵌入式系统的模块。在本文的设计中也对SA4828 芯片的基本原理以及在逆变电 源软硬件设计中的应用和IGBT 的特性基本原理进行了介绍，通过一系列的理论分析和 测试，表明，本文设计的数字化逆变电源具有自动调节，自动检测以及自动保护的功能， 实现了智能化控制。 关键词：正弦脉宽调制(SPWM)，SA4828，逆变，IGBT，89C51