亮度可连续调节直流斩波电路设计..doc

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 朱国荣 工作单位： 自动化学院 题 目: 亮度可连续调节直流斩波电路设计 初始条件： 输入单相220V交流电，50Hz。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、采用不控整流进行AC/DC转换； 2、负载（灯泡）要求0~50V直流电压，最大负载电流1A； 3、确定变压器的容量和参数； 4、设计主电路，选择主电路的参数； 时间安排： 课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。 第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。 第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。约占总时间的40%。 第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 摘要 1 1 总体设计方案 2 2 单元电路工作原理 3 2.1 单相AC/DC桥式整流电路工作原理 3 2.2 直流斩波电路工作原理 4 2.3 控制电路 5 2.4驱动电路 7 3 主电路相关参数设计 8 3.1 变压器参数设计 8 3.2 主电路相关参数设计 8 4 主电路电路设计 10 5 个人总结 11 参考文献 12 摘要 通常所用的电力有交流与直流两种。从公用电网直接得到的电力是交流，从蓄电池和干电池得到的电力是直流。从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求，需要进行电力变换。电力变换通常可分为四大类，即交流变直流（）、直流变交流（）、直流变直流（）和交流变交流（）。 针对亮度可连续调节直流斩波电路的设计，我们先将输入的220V，50Hz交流电通过变压器降压，然后再通过单相桥式不可控整流电路将交流点转换成直流电，最后通过直流斩波电路来控制电压大小在0~50V之间，以达到调节灯泡亮度的目的。 关键词：、变压器、单相不可控电路、直流斩波 亮度可连续调节直流斩波电路设计 1 总体设计方案 已知初始条件为输入单相220V交流电，频率为50Hz。主要任务为采用不可控整流进行AC/DC转换，电路负载（灯泡）要求0~50V直流电压，最大负载电流1A。 经分析可得首先要将220V交流电通过变压器转变为合适的值；然后通过不可控整流电路将交流电进行AC/DC转换，将交流电整流成为直流电；最后通过直流斩波电路，使得输出的直流电压在0~50V中变化实现亮度可连续调节。 图 1-1 总体设计框图 2 单元电路工作原理 2.1 单相AC/DC桥式整流电路工作原理 单相桥式整流电路如图所示 图2-1单相桥式整流电路 其工作原理为在的正半周，D、D导通，D、D截止，电流由D→ RL→D4回到下端，在负载R上得到一半波整流电压。在的负半周，D、D截止，D、D导通，电流由下端经D→ RL→D4回到上端，在负载上得到另一半波整流电压 流过每个二极管的平均电流为 每个二极管所承受的最高反向电压为 2.2 直流斩波电路工作原理 直流降压斩波主电路如图2-2所示: 图2-2直流斩波主电路图 工作原理：通过用控制电路和驱动电路来控制IGBT的通断，当t=0时，驱动IGBT导通，电源E向负载供电，负载电压=E，负载电流按指数曲线上升。电路工作时波形图如图2-3所示： 图2-3 降压斩波波形图 当时刻，控制IGBT关断，负载电流经二极管续流，负载电压近似为零，负载电流指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，故串联L值较大的电感。 至一个周期T结束，再驱动IGBT导通，重复上一周期的过程。当电力工作于稳态时负载电流在一个周期的初值和终值相等，负载电压的平均值为： 为IGBT处于通态的时间；为处于断态的时间；T为开关周期；α为导通占空比。 通过调节占空比α使输出到负载的电压平均值最大为E，若减小占空比α，则随之减小。由此可知，输出到负载的电压平均值最大为，若减小占空比α，则随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。 2.3 控制电路 经查阅资料可知斩波电路有三种控制方式： （1）脉冲宽度调制（PWM）：开关周期T不变，改变开关导通时间。 （2）频率调制：开关导通时间不变，改变开关周期T。 （3）混合型：开关导通时间和开关周期T都可调，改变占空比。 本次设计中采用脉宽调制的方法，开关选用全控型器件IGBT。它集中了电力MOSFET和