2025【斩控式交流调压电路设计与仿真研究10000字】.docx

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斩控式交流调压电路设计与仿真研究

内容摘要：能源是我们生产生活和社会安定的主要依托，电力能源是家家户户都必须使用的能源，电力的发展决定着我们的生活质量。随着电器种类的增加，对电路的功能和稳定性也提出了考验，尤其是对电源类的装置更是提出了高效率、高精度、高稳定性等需求。

本文针对斩控式交流调压电路的软件仿真与硬件电路的设计展开了研究，本文分四个主要章节对文章的主题展开了研究。首先，文章对本课题的目前的研发进程和发展情况做出了详尽的描述,并对全文核心内容进行了总结。其次，针对交流调压电路的原理展开了分析，从原理、频谱特性、拓扑结构等几个方面进行了详细的研究。再次，建立了AC/AC系统的简化数学模型，并在此基础上对模型进行深入分析；针对系统的特点，设计了控制系统；搭建了仿真模型；仿真结果表明，所设计的控制系统实现了对AC/AC系统输出电压的有效控制。最后，对整个交流斩波电路进行硬件的设计和分析选型。主要涉及到主回路开关器件的选型、控制电路的设计、采样电路的设计、驱动电源的设计等。并且针对应用场合，增加了抗干扰的X电容、Y电容和共膜电感。还增加了防雷保护、限压保护等功能，选择的器件和芯片均将主回路与控制回路进行了隔离，最大限度的对控制系统进行了保护。

关键词斩波控制交流调压PI控制硬件电路

目录

TOC\o1-3\h\u摘要 1

一绪论 4

1.1课题研究的背景及意义 4

1.2课题研究的现状与发展趋势 5

1.3本文的主要研究内容 5

二交流调压电路原理分析 7

2.1交流斩波调压的基本原理 7

2.2交流斩波电路的频谱分析 8

2.3交流斩波电路与相控电路调压的比较分析 10

2.4交流斩波调压电路拓扑结构 11

2.5本章小结 11

三斩控式交流调压电路仿真及分析 12

3.1仿真环境介绍 12

3.2AC/AC电路的数学模型 12

3.3数学模型推导 13

3.4控制器设计 13

3.5仿真模型的搭建 14

3.6仿真与结果分析 15

3.7本章小结 17

四斩控式交流调压电路硬件电路设计 18

4.1主回路功率器件设计 18

4.2主回路其他器件设计 18

4.2.1交流斩波电路的最小系统硬件设计 19

4.2.2最小系统主控芯片设计 19

4.2.3最小系统外围器件设计 19

4.3交流斩波电路的采样电路硬件设计 19

4.3.1电压采样电路的设计 19

4.3.2电流采样电路的设计 20

4.3.3驱动电路的设计 21

4.4交流斩波电路的功能电路硬件设计 21

4.4.1辅助电源的设计 21

4.4.2功能电路的设计 22

4.5本章小结 23

总结 24

参考文献 25

附录：原理图 28

一绪论

1.1课题研究的背景及意义

在全球经济稳定发展科技持续进步和世界范围内能源消耗量不断增多的大背景下，电网的规模也变得越来越庞大，传统的供电形式和用户的用电需求之间产生了难以调和的冲突关系。此外，随着我国整体经济的稳步向前发展，电能已经成为了被应用最多的能源，为人们生产生活所必须依赖。随着科技的不断进步，生产生活的自动化水平出现了进一步的革新，各式各样的家用电器与电力电子电路相关的产品走进了千家万户，这不但大大的提升了用电量，对电力供应提出了新的要求，也是对电力电子电路的性能和稳定性提出的考验。近些年来，各种电器的生产厂家和新兴的电器品牌都在电路上做出了优化和革新，以追求简单、便利、节约空间、降低造价等目标为主，研究和设计出能够稳定运行的调压电路。在此之前，市场上所常见的涉及到开关型交流调压电路的相关产品大多数都应用了相控交流/交流变换器配合隔离型升压或降压变压器的电路组成结构，各周期相控技术的采用能够做到使电路的响应周期时间缩短到小于标准电网的一个电压周期的时间。但是，这种交流调压电路的输出量如电压、电流的谐波含量很高，这就需要很多的滤波装置来进行配合，会造成功率因数的降低以及电路的冗余情况，还会提升产品的造价水平。从当前的研究情况来看，目前追求的主要目标就是提升电子电路的集成度，降低电路的制造成本，提高电路的运行性能。

交流-交流变换电路可以对电能进行变换。在进行变换时，可以改变输出到负载的一些物理量参数，比如电流电压频率等。

交流调压电路是一个新型的调压电路,能够改变输出电压,因此具有许多的使用场景。例如,电热调控、交流电机转速调节、舞台的照明控制与调整、交流稳压器等应用都离不开交流调压电路