中北大学单相半桥无源逆变电路的设计.pdfVIP

中北大学电子技术课程设计说明书

1绪论

《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力

电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过

的各种变流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写

报告的能力，使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用，为

今后的学习和工作打下坚实的基础。

《电力电子技术》课程设计是配合交流电路理论教学，为自动化专业开设的专

业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环

节。通过设计能够使学生巩固﹑加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电

路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。

了解并掌握单相无源逆变的变流方式和工作过程，分析各过程中器件的开

通及关断情况，IGBT在一周期内导通180°，电流连续。

1.1IGBT单相电压型半桥无源逆变电路

1.1.1单相电压型逆变电路

（1）半桥逆变电路

电路结构：见图1-1。

工作原理：

V和V栅极信号各半周正偏、半周反偏，互补。u为矩形波，幅值为Um=Ud/2，i

12oo

波形随负载而异，感性负载时，图1-1b，V或V通时，i和u同方向，直流侧向

12oo

负载提供能量，VD或VD通时，i和u反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD、VD

12oo12

称为反馈二极管，还使i连续，又称续流二极管。

o

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图1-1单相半桥电压型逆变电路及其工作波形

优点：简单，使用器件少。

缺点：交流电压幅值U/2，直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡，用于几

d

k以下的小功率逆变电源。

W

1.1.2IGBT绝缘栅双极型晶体管

IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由

BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率

半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR

饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，

但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱

和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频

器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

2系统总体方案

2.1.根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定各器件参

数，设计电路原理图；

设计条件：

1.电源电压：直流U=100V

d

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2.输出功率：300W



3.输出电压波行1KHz方波，脉宽180

4.阻感负载

计算内容：

有效电压：Ud=U/2

2

R=Ud/P=25/3Ω

电路原理图：

2-1设计原理图