基于IGBT的DC-AC变换器设计

基于IGBT的DC-AC变换器设计

一、选题简介、意义

随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气设备控制性能的要求的提高，逆变技术在许多领域应用越来越广泛，在逆变器未出现以前，DC/AC变换是通过直流电动机-交流发电机实现的，称为旋转变流器。随着电力电子技术的高速发展，大功率开关器件和集成控制电路的研发成功，利用半导体技术就可以完成DC/AC变换，这种变换装置称为静止变流器。采用逆变技术是为获得不同的稳定或变化形式的电能。例如，由蓄电池中的直流电源获得多路稳定的直流电；获得可变频率的交流电源；实现电能量回收；使电源设备小型化、高效节能、获得更好的稳定性和调节性能。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1. 课题研究及主要研究内容

主要论述基于单片机控制逆变稳压电源的基本原理、结构和设计过程。在设计中，我们采用PWM逆变控制技术，单片机ATMEGA16输出PWM波，经TLP250驱动模块去驱动IGBT为开关单元的单相电压逆变电路。

2. 预期目标

我们对ATMEGA16单片机PWM波发生器的使用和编程进行介绍，对IGBT的驱动模块TLP250进行介绍，另外，讨论IGBT管的缓冲电路和系统的保护电路，同时分析系统的软件设计过程。

3. 研究步骤

1.基于IGBT的DC-AC变换器设计概述

2.总体方案设计

3.工作原理概述

4.硬件设计

5.软件设计

6.系统参数分析及测试

4. 研究方法、措施

在研究过程中，将涉及电力电子、控制等领域，根据需要，要强化相应的技术基础知识，了解DC-AC变换的原理及应用。查找资料关于DC-AC变换器的工作原理及框架。设计一个DC-AC变换器

二、设计（论文）体系、结构（大纲）

摘要

ABSTRACT

一、基于IGBT的DC-AC变换器设计的概述

（一）基于IGBT的DC-AC变换器设计的研究背景

（二）基于IGBT的DC-AC变换器的主要研究内容

二、系统方案设计与论证

（一）单片机解决方案

（二）驱动电路解决方案

（三）TLP250使用特点:

（四）系统整体框图

三、工作原理

（一）IGBT管的基本原理与其保护

（二）逆变电路的基本工作原理

（三）电力器件的换流方式

（四）单相电压型逆变电路

四、系统硬件设计

（一）TLP250驱动电路的设计

（二）IGBT转换电路的设计

（三）滤波器电路的设计

五、系统软件设计

（一） AVR软件开发工具的介绍

（二）软件程序

六、系统参数测试与分析

（一）输出的PWM波形参数的测试与分析

（二）其他参数的测试与分析

结论

参考文献

结论

经过了一系列安全性检测、调试,系统已逐渐保持稳定,基本实现了设计中所规划的任务。但其中也可能还有一些不足之处,比如:若是给 igbt 添加的电压太高,会直接造成 igbt 发烫,若这样的情况一旦出现,则在本次操作系统中就不能做到。所以,在实际的情况下和应用中,要对 igbt 电动机外壳进行高温和电压的过热保护,可以采用高温传感器的方式来准确地测量电动机 igbt 的外壳和温度,当 IGBT 超越所允许的热度,由主控制电路自动跳闸以便实现高温和过热保护。由于滤波器在实践中并未能够购买到一个功率大的滤波电阻,因此如果当输出的功率比较大时,滤波电路中的一个电阻就可能会烧得很烫,所以想要应用在实践中,必须先进行一次更换这个功率小的滤波电阻。

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