1KW三臂式单相交流稳压器

摘要

随着现代科技的进步，计算机技术、通信技术、医疗技术等行业的快速发展，市场上许多高精度负载对电源的要求越来越高。由于电器数量的快速增多，部分地区出现了电力紧张，导致市电电压出现不稳定的情况。传统的交流稳压器存在的诸多缺点如效率低、体积重量大、电路响应慢、稳压精度低等。
　　针对传统交流稳压器的不足，本文设计了一种以电力电子器件为核心的交流稳压器。其中功率拓扑采用三臂式结构，通过三组桥臂的切换，以达到稳压的目的。整体系统电路有三个部分组成，分别为功率电路部分、测控系统部分和辅助电源部分。测控系统部分主要完成对输入输出电压采样、输入电压过零点采样、死区时间控制电路和开关信号控制电路等。通过检测输入电压值以及电压过零点信号，控制电路输出三组调制完成的开关信号，并经过驱动电路，完成对三组桥臂的控制，使功率拓扑电路切换成BOOST模式或BUCK模式。通过对微控制器的软件设计，实现微控制器对采样的输入电压值和输出电压值进行计算和分析，并且实时调整斩波桥臂信号的占空比，最终使三臂式稳压器达到高效稳压的目的。
　　本文使用PSIM仿真软件对AC/AC功率拓扑电路进行原理性仿真验证，证明了三臂式拓扑结构的可行性，以及使用Multism仿真软件对各个硬件设计电路进行仿真验证。通过大量的仿真实验，证明了电路的合理性。对实际电路的测试和数据分析，实现了效率高、稳压精度高、波形好、体积小和重量轻的交流稳压器，符合设计要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外发展现状

1.3 本文对交流稳压器改进

1.4 课题研究内容、结果及创新点

1.5 论文章节安排

第2章 交流稳压器的总体设计

2.1交流稳压器整体结构

2.2 三臂式拓扑结构

2.3 三臂拓扑升降压原理

2.4 主电路关键器件的选择

2.5 本章小结

第3章 系统硬件电路设计

3.1 交流稳压器主电路设计

3.2 电压电流采样电路设计

3.3 电压过零点检测电路设计

3.4 死区时间控制电路设计

3.5 开关信号控制电路

3.6 交流稳压器控制系统设计

3.7 IGBT驱动电路设计

3.8 IGBT缓冲电路设计

3.9 辅助电源设计

3.10 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 整体控制程序设计

4.2 ADC程序设计

4.3 PWM程序设计

4.4 电压过零点程序设计

4.5 串口程序设计

4.6 本章小结

第5章 系统的仿真与验证

5.1 PSIM电路仿真实验

5.2 三臂式拓扑的PSIM仿真电路设计

5.3 拓扑PSIM仿真电路波形仿真

5.4 Multisim电路仿真实验

5.5 本章小结

第6章 系统测试结果及分析

6.1 系统硬件平台的搭建

6.2 测控系统波形测试

6.3 IGBT驱动波形测试

6.3 交流稳压器的输出信号波形测试

6.4 系统整体测试

6.5 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 论文研究工作总结

7.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1

附录2