电力电子实验教案第一部分：相控整流实验电路

1、第一部分：相控整流实验电路123隔离驱动电路组成：脉冲变压器、三极管。 为触发SCR开通，门极触发电流必须由足够大的幅值和持续时间，及尽可能短的电流上升时间。456双触发脉冲形成：双触发脉冲形成：789导通顺序： 1） T+a晶闸管，T-c晶闸管 2）T-c晶闸管，T+b晶闸管 3） T+b晶闸管，T-a晶闸管 4） T-a晶闸管，T+c晶闸管 5） T+c晶闸管，T-b晶闸管 6） T-b晶闸管，T+a晶闸管10KC04结构框图结构框图 11u6Cu00000000000tttttttttttb 6u7C11eu15eu5Cu4CuBuAuTuu7b12TuAuBu4Cu5Cu.u6Cu2b

2、u7Cu11eu15eu00000000000ttttttttttt13 1、Q1、Q2基极状态A、B电位Q4基极状态Q5集电极状态Q6基极状态Q7基极状态。 2、在芯片外围在合适的位置上设计了两个电容C1和C2，这两个电容的充放电决定了芯片内部三极管基极和集电极的电位，导致了脉冲的形成和移相。 3、C1状态：充电、 放电。 C2状态：充电、反充电。 Q1Q4同步检测电路。 Q5：锯齿波形成环节。 Q6：移相环节。 Q7：脉冲形成环节。 Q8Q12:脉冲分选环节。14电力电子电路结构：由主电路和辅助电路组成。辅助电路结构：控制电路、驱动电路、 缓冲电路、保护电路。 整流电路分类：按组成器件分类

3、。 按电网相数分类。 按控制方式分类。 15隔离隔离隔离可由光耦 或脉冲变压器实现。两种隔离的优缺点：两种隔离的优缺点：光耦：两侧电磁干扰小，但它需要承受主电路高压，有时还需要在SCR侧有 一个电源和一个脉冲电流放大器。脉冲变压器：不要另加电源，但需要采取措施防止磁饱和。可用二极管。脉冲变压器隔离的工作过程。分析三极管集电极的电压波形。触发电路的保护触发电路的保护引起触发电路误动作的主要原因之一是从主电路引起的干扰。 它常通过触发电路的输出极而进入触发电路。常用的抗干扰措施。常用电力电子器件 电阻：金属膜，碳膜，绕线，水泥等16 常用电力电子器件 电容：电解电容，瓷片电容，薄膜电容17常用电力

4、电子器件磁性元件：变压器，电感18常用电力电子器件 半导体器件：MOS管，整流管19 常用电力电子器件20散热器212223242526第二部分 直-直变换器实验电路27输 入 电 压功 率 开 关 电 路输 出 滤 波驱 动 电 路分 相采 样误 差 放 大 器脉 宽 调 制振 荡 器脉 宽 调 制 控 制 电 路 框 图输 出 电 压28电力电子电路结构：由主电路和辅助电路组成。常用功率变换主电路拓扑结构单功率管拓扑结构：BUCK，BOOST，正激，反激多功率管拓扑结构：半桥，全桥，推挽，推挽正激辅助电路结构：控制电路、驱动电路、 缓冲电路、保护电路。29例：BUCK电路主电路图如下BUC

5、K变换器的输入、输出电压关系为：电感电流连续时：UO=DUi电感电流断续时：)4/(112maxDIIUUGoiO30RM 1Z1DRL1L1C2F1M1IRF630D12LED 1S1R31RL3RL2DRIVEC18OUTO-GNDLED 2R30RLC3L2 R35C7R36C8D3RCD20 30V接负 载BOOST变换器：BOOST变换器的基本电量关系： 电感电流连续时： 电感电流断续时： DUUiO1TTDON/OGOiIDIUU/4112max3132介绍脉宽控制（介绍脉宽控制（PWM控制）的常用芯片控制）的常用芯片SG1525/SG3525。转到333435产生锯齿波：产生锯齿

6、波：在CT上产生一锯齿波，峰点电平为3.3V，谷点电平为0.9V。内部恒流源对CT充电，形成锯齿波的上升边，充电时间决定于RTCT，CT放电时形成锯齿波下降边，放电时间决定于RDCT。锯齿波频率可按下式计算：)3 . 167. 0(1121DTTRRCttf36输出级输出级输出级采用图腾柱结构，这是该系列控制器的最大优点之一。 图示上侧是“或非门”，下侧是“或门”。或非门、或门的输出端分别驱动输出级的上下两个晶体管。两晶体管组成图腾柱结构，使输出既可作为电流源，向负载提供电流，又可做为电流汇，吸收负载电流。图腾柱的输出结构对功率管的关断有利，例如，当或非门的输出为高电平时，上晶体管截止，下晶体

7、管导通，为功率管 Q关断时提供了低阻抗的反向抽基流回路，加速Q关断。工作情况如下图所示：T1开通时，T2关断，对C充电， T1关断时，T2开通，C迅速放电。输出图腾柱结构的工作情况。37主电路与控制电路反馈的形成：主电路与控制电路反馈的形成：以电压模式控制电路为例：在闭环时将主电路输出电压以负反馈的形式反馈到控制电路SG3525的误差放大器的反相输入端，由于误差放大器输出9脚和1脚间是比例积分反馈(开环时是比例反馈)，从而使系统能实现所要求的动态、静态特性。当主电路电压升高时，输出电压升高，使SG3525的9脚电压降低，使占空比减小使主电路电压降低，从而稳定了输出。闭环工作过程闭环工作过程返回

8、38光藕光藕3120芯片简介：芯片简介：3120芯片真值表：HIGH13.5-30VONLOW0-30VOFFVOVCC-VEELEDOFF:3120芯片无电流。ON:3120芯片有电流。39介绍常用芯片介绍常用芯片UC3842的原理及应用：的原理及应用：UC3842结构框图 404142由或非门组成的R、S触发器逻辑关系如下： R S 0 0 保持不变保持不变 0 1 0 1 0 1 1 1 禁止禁止当电流检测比较器同相电压反相电压时，比较器输出高电平。其反相电压= 滞环比较器作用：当电压16V时，可启动并正常工作，但当工作电压小于16V时仍可正常工作，直到电压10V才可不工作。Q37 .

9、07 . 0 输出补偿UUC3844与UC3842基本相同，区别是最大占空比不同，应用场合也就不同。UC3842的输出频率为振荡频率，最大占空比可达96%，多用于单端反激式变换器。UC3844的输出频率是振荡频率的一半，最大占空比为50%。常用于单端正激式变换器。反激拓扑434412345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeA2Date:26-Oct-2009Sheet of File:D:实验教案面板2面板2.ddbDrawn By:C1C2F1RID6RW2R12R11LED1S1R31+15VLED12030V+15VR26C23R1R3R

10、W1R5C16R7CTRTRDC19C17C20R14R13R15S41122334455667788991010111112121313141415151616U1R24S3C27C30+15V+15VRW1-1RW1-2RW1-3S3-1S3-2N.I.S3-3INV.COMPF-CTF-RT11223344556677883120R19C25RT2RTWsignF-FD7C18Q1L1C3C4D-2O-GNDLED2R30RLOADR18C13L1-2D-1RL2L1-1L1L2-1OUTLED2C6R34C7D1DRIVERM1L1-IL1-3T?*接负载Z3接OUT45单端反激变换器

11、的基本电量关系： 电感电流连续时： 其中： 为变压器变比。 为占空度。 电感电流断续时：单端反激式变换器是隔离的升/降式变换器。iOUDDnU112/NNnTTDON/OiOfILDUU12224612345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeA2Date:26-Oct-2009Sheet of File:D:实验教案面板2面板2.ddbDrawn By:12345678UC3842U5D27Q2*C31F3L1-1F1-2LED1F3-1LED4S3R51L2C33C34D-2OUTLED2LED5R50R43R41R35R38R42R37R36R48C45C32C49C53C38CT2C52D-1RL22DRIVEFZ-CTFZ-RTINV.ZCOMPZD24D28W1R53RW1-1VCCD2C13R39OUTPUTW2T22030V接OUT接负载单端正激变换器：单端正激变换器：47单端正激变换器的基本电量关系： 通常设计在电感电流