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第一象限（正向电动），此时V1进行PWM控制，V4 on V2 、V3off
V1、VD1构成降压斩波电路，此时V4需要保持导通，与V1、VD1构成降压斩波电路相配合。
当V1导通时，电源E向M供电，使其正向电动运行，电流路径如下：
当V1关断时，负载通过VD1续流，电流路径如下：
第二象限（正向再生制动），此时V2进行PWM控制，V3 on V1 、V4off
V2、VD2构成升压斩波电路，与V2、VD4构成升压斩波电路相配合。
当V2导通时，负载通过VD3续流，电流路径如下：
当V2关断时，电动机正向再生制动向向电网中反馈能量，电流路径如下：
第三象限（反向电动）此时V3进行PWM控制，V2on V1 V4 off
V3、VD3构成降压斩波电路，此时V2需要保持导通，与V3、VD3构成降压斩波电路相配合。
当V3导通时，电源E向M供电，使其反向电动运行，电流路径如下：
当V3关断时，负载通过VD3续流，电流路径如下：
第四象限（反向再生制动）此时V4进行PWM控制，V1on V2 V3 off
V4、VD4构成升压斩波电路，与V4、VD4构成升压斩波电路相配合。
当V4导通时，负载通过VD1续流，电流路径如下：
当V4关断时，电动机反向再生制动向向电网中反馈能量，电流路径如下：。
电力电子技术仿真报告姓名：谢志明学号：201207010825班级：电自八班小组成员：王仲、杨昊润、杨旺、欧阳背景知识桥式可逆斩波电路从控制方式上区分有双极性调制、单极性调制和受限单极性调制三种方式。
主要基于双极性调制开关损耗较大，受限单极性调制当电动机电流较小的时候会出现电流断续现象。
而单极性调制方式具有开关损耗少，而且很少出现电流断流现象。
对于单极性调制方式，四个开关器件中VT1和VT2工作于互补的PWM方式，处导通状态；VT3和VT4则根据电动机的转向采取不同的驱动信号，电动机正转时，VT4导通，VT3关断；电动机反转时，VT3导通，VT4关断。
由于减少了VT3和VT4的开关次数，开关损耗减少，故在此采用单极性调制方式。
电路图如图所示。
5.2 桥式可逆斩波电路的仿真仿真中，直流电机的参数：电枢电压110V、电枢电流2.9A、电枢电阻3.4Ω、电枢电感60.4mH、转动惯量为0.014kg·m2、励磁电压为110V、励磁电流为0.5A，根据电动机的参数计算电动机的励磁电阻220Ω，Laf=0.797mH启动仿真，得到图5的仿真结果。
5.3 主电路元器件的选择1、直流电压源选择DC Voltage source,其工作电压设置为200V2、电压源串联电阻选择Series RLC Branch,参数设置为R=50 ΩL=0 HC=inf F3、IGBT的参数选择为默认值4、晶闸管选择Diode,参数选择为默认值5、外电路阻感选择Series RLC Branch1,参数设置为R=10 ΩL=3 HC=inf F6、主电路负载选择Series RLC Branch2, 参数设置为R=50 ΩL=0 HC=inf F7、脉冲触发元件选择Pulse Generator,参数设置为Pulse type:Time basedAmplitude:10Period(sece):0.1Pulse Width:60Phase delay:05.4 测量元器件的选择1、电流表选用Current Measurement,共需要两个2、电压表选用Voltage Measurement Series RLC Branch,共需要一个3、示波器选用Scope,共需要一个，其参数设置为Number ofaxes:55.5 仿真电路图图11图11即为本次仿真在软件中所设计的电路图5.7 运行结果经过这次的课程设计，发现MATLAB软件功能非常强大。
基于单片机的直流斩波电路的设计说明基于单片机的直流斩波电路的设计本文介绍了基于单片机的直流斩波电路的基本方法，直流斩波电路的相关知识以及用单片机产生ＰＷＭ波的基本原理和实现方法。
重点介绍了基于MCS 一51单片机的用软件产生PWM 信号以及信号占空比调节的方法。
对于实现直流斩波提供了一种有效的途径。
本次设计中以直流降压斩波电路为例。
关键词：单片机最小系统； PWM ；直流斩波：直流降压斩波电路的原理斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中Em 所示工作原理，两个阶段t=0时V 导通，E 向负载供电，uo=E ，io 按指数曲线上升t=t1时V 关断，io 经VD 续流，uo 近似为零，io 呈指数曲线下降为使io 连续且脉动小，通常使L 值较大数量关系电流连续时，负载电压平均值E E T t E t t t U on off on on o α==+=a ——导通占空比，简称占空比或导通比Uo 最大为E ，减小a ，Uo 随之减小——降压斩波电路。
也称为Buck 变换器（Buck Converter ）。
负载电流平均值R E U I m o o -= （3-2）电流断续时，uo 平均值会被抬高，一般不希望出现斩波电路有三种控制方式：1）保持开关周期T 不变，调节开关导通时间t on ，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型：2）保持导通时间不变，改变开关周期T ，成为频率调制或调频型；3）导通时间和周期T 都可调，是占空比改变，称为混合型。
其原理图为：图3-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形驱动电路更加复杂。
设计方案：用单片机为控制核心，以电力电子器件ＩＧＢＴ为主电路关键器件，完成直流斩波器的电路设计，包括控制程序设计、电力电子器件驱动、信号隔离及其它的一些保护部分。
指标要求：输入电压要求：ＡＣ220Ｖ50Ｈz输出电压为0——180Ｖ输出功率：1ＫＷ设计框图本设计总体框图如图所示，系统分为五部分：主电路、控制电路、集中隔离与驱动电路等。
电流可逆斩波电路（MOSFET ）1 设计要求与方案设计一电流可逆斩波电路（MOSFET ）, 已知电源电压为400V, 反电动势负载, 其中R 的值为5Ω、L 的值为1 mH 、E=350V, 斩波电路输出电压250V 。
电流可逆斩波主电路原理图如图1.1所示。
a)b)M 图1 .1 电流可逆斩波电路的原理图及其工作波形a ）电路图b ）波形 2 原理和参数2.1 设计原理如图1.1: V1和VD1构成降压斩波电路, 由电源向直流电动机供电, 电动机为电动运行, 工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路, 把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源, 使电动机作再生制动运行, 工作于第2象限。
必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。
只作降压斩波器运行时, V2和VD2总处于断态；只作升压斩波器运行时, 则V1和VD1总处于断态；第3种工作方式: 一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作。
当降压斩波电路或升压斩波电路的电流断续而为零时, 使另一个斩波电路工作, 让电流反方向流过, 这样电动机电枢回路总有电流流过。
在一个周期内, 电枢电流沿正、负两个方向流通, 电流不断, 所以响应很快。
2.2 参数计算V1 gate 信号的参数: 输出Uo大小由降压斩波电路决定, 根据, 已知Ui=400V, Uo=250V, 不妨取T=0.001s, 则ton=0.000625s, 占空比为62.5%。
V2 gate 信号的参数：由于电感只有1mH, 释放磁场能的时间不易计算, 可在后面仿真时再确定。
T=0.001s, 占空比粗略地取为30%, V2 gate 信号触发延时间：（62.5%+（1-30%））*0.001=0.000725s。
3 驱动电路分析与设计图3.1 驱动电路原理图功率MOSFET驱动电路的要求是:（1）开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡；（2）开关管导通期驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定可靠导通；（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断；（4）关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免受到干扰产生误导通;（5）另外要求驱动电路结构简单可靠,损耗小,根据情况施加隔离。
标准文案大全本科毕业设计（论文）题目单片机控制的直流斩波器院系专业名称电子信息工程年级班级学生姓名指导教师年月日摘要传统开关电源是模数结合的硬件为主的控制方式，其控制精度、响应速度等都由电路拓扑结构和器件本身的参数决定，很难进一步提升其性能。
随着微处理器处理技术的日趋成熟，开关电源的软硬件结合的控制技术得到了广泛的关注，它呈现出纯硬件控制方式无法比拟的优点。
本论文以单片机为控制核心对开关电源进行了可编程控制的设计。
首先介绍了开关电源数控技术的研究现状及趋势；对整个系统的硬件电路进行了各模块的设计及对应器件的选型；在此基础上，对软件部分实现过程进行了详细阐述。
【关键词】单片机，开关电源AbstractConventional switching power supply is combined with hardware-based module control mode, the control accuracy, response speed by the circuit topology and device parameters of the decision itself, it is difficult to further improve its performance. With the microprocessor processing technology matures, switching power supply control software and hardware combination technology has been widespread concern, it presents a pure hardware control mode can not match advantage.In this thesis, the core of the microcontroller for the control of switching power supply for the programmable control of the attempt. First introduced the technique of switching power supply CNC status and trends; on the whole system has briefly introduces the hardware design and partial implementation of the software process described in detail.Key words： microcontroller, switching power supply目录目录 (3)第一章前言 (5)1.选题目的和意义 (5)2.国内外综述 (5)第二章系统硬件设计 (1)2.1系统原理 (1)2.2硬件的选取 (2)2.3半桥输出的PWM波产生电路 (3)2.4A/D采样及调理电路 (4)2.41电压采样电路 (4)2.42 电流采样调理电路 (5)2.5矩阵键盘电路 (5)2.6液晶LCD显示电路 (7)2.61 液晶1602显示器介绍 (7)2.62本系统中1602的应用 (8)第三章系统软件设计 (1)3.1软件设计总体思路 (2)3.2系统主程序模块 (2)3.21 始初化模块 (3)3.22 PWM波发生模块 (3)3.23 A/D转换模块 (7)3.24 PID算法处理模块 (11)3.25 LCD液晶显示模块 (13)3.26 按键处理模块 (14)3.3中断服务程序模块 (15)3.31 中断程序原理及框图 (15)3.32 数字滤波算法 (16)第四章结论 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (23)目录？前言1.选题目的和意义直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。
湖南科技大学信息与电气工程学院《电力电子技术课程设计报告》题目：基于单片机集成电路的桥式可逆降压斩波仿真专业：电气工程及其自动化班级：13级电气三班姓名：陈美林学号：1304010330指导教师：郭小定2016年 6 月 17日信息与电气工程学院课程设计任务书2015 — 2016 学年第 2 学期专业：电气工程及其自动化班级：13级电气三班学号：1304010330 姓名：陈美林课程设计名称：电力电子技术课程设计设计题目：基于单片机集成电路的桥式可逆降压斩波仿真（电源：220V，电机48V,4A,IGBT）完成期限：自 2016 年 6 月 14 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周设计依据、要求及主要内容一、设计依据设计参数：输出电压48V、电流4A二、要求及主要内容1．主电路、保护电路、控制电路设计；2．主电路元件的参数计算与选择；3．计算整流变压器参数、选择其容量和规格；4．主电路中过电压过电流保护电路的选择及相应电路元件的计算与选择；5．绘制主电路、保护电路、控制电路设计电气系统原理图；6．写出课程设计报告。
其中设计报告要包括有设计的目的，设计原理，设计参数的计算，元器件选型，器件表，电路图的设计说明以及设计的心得等；设计报告3000字以上；指导教师（签字）：批准日期：2016 年 6月 1日目录1、目的与意义 (4)2、原理 (5)2.1设计要求 (5)2.2设计方案.................................... 错误!未定义书签。
2.3电路拓扑图 (5)2.3.1主电路 (5)2.3.2控制电路 (6)2.3.3驱动电路 (7)2.3.4保护电路 (7)3、器件选型 (8)3.1 555定时芯片简述 (8)3.2主电路参数计算 (9)3.2.1占空比 (9)3.2.1主电路 (9)3.2.2 IGBT (9)4.1仿真平台 (11)4.1.1仿真平台 (11)4.1.2仿真过程 (11)4.2仿真波形 (11)4.2.1输入电压、输出电压 (11)4.2.2波形输出 (12)5、心得体会 (14)6、参考文献 (15)7、附录 (16)7.1器件表 (16)7.2主电路 (17)7.3控制电路 (17)7.4驱动电路 (18)7.5保护电路 (18)7.6总电路图 (19)1、目的与意义电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。
2009 年第 4 期 19理论与设计基于单片机控制的桥式可逆斩波电路研究王俭朴南京工程学院（211167）Research of the Bridgelike Reversible Chopper Based on the Single Chip MicroprocessorWang JianpuNanjing Institute of Technology式可逆斩波电路的特点，具有反应速度快、效率高、开关元件承受反压小的特点。
本文给出了桥式可逆斩波电路详细的分析和仿真。
1 电路拓扑和工作原理桥式可逆斩波电路原理图，如图1。
设电动机感应电动势为E M ，电感电流正方向为A→B。
桥式可逆斩波电路包括四个工作模态。
摘 要：以单片机为核心的桥式可逆斩波电路实现直-直电压的斩波控制，有利于提高变换器的功率密度和功率效率。
文章给出其工作模态和工作原理，讨论了三种P W M调制策略，并指出单极性调制策略可降低开关损耗。
斩波开关元件采用电力电子器件I G B T。
系统具有控制灵活、外围器件少、结构简单、精度高、可靠性高等特点，通过仿真得到了验证。
关键词：斩波器 直-直变换器 微控制器Abstract: Realization the dc-dc voltage choppercontrol by means of the brigelike reversible chopper based upon the single chip microprocessor as the key, was helpful to increase the power density and ef fi ciency. The working model and principle were put forward, three kinds of PWM modulation strategies were discussed and single-pole modulation strategy bringing up with the benefit to reduce the switch loss was advised as well in the paper. The power electronics IGBT was used as the chopper switching elements with the advantages of fl exible control, less parts of the outside circuit, simple construction, high accuracy and remarkable reliability. The simulation result proved all these.Keywords: Chopper DC/DC converter Microproc-essor直流斩波电路是城市轨道交通车辆电力牵引系统中广泛应用的电力电子电路，主要用于构成驱动直流电机的调压调速主电路和辅助电路的前级。
第一象限（正向电动），此时V1进行PWM控制，V4 on V2 、V3off
V1、VD1构成降压斩波电路，此时V4需要保持导通，与V1、VD1构成降压斩波电路相配合。
当V1导通时，电源E向M供电，使其正向电动运行，电流路径如下：
当V1关断时，负载通过VD1续流，电流路径如下：
第二象限（正向再生制动），此时V2进行PWM控制，V3 on V1 、V4off
V2、VD2构成升压斩波电路，与V2、VD4构成升压斩波电路相配合。
当V2导通时，负载通过VD3续流，电流路径如下：
当V2关断时，电动机正向再生制动向向电网中反馈能量，电流路径如下：
第三象限（反向电动）此时V3进行PWM控制，V2on V1 V4 off
V3、VD3构成降压斩波电路，此时V2需要保持导通，与V3、VD3构成降压斩波电路相配合。
当V3导通时，电源E向M供电，使其反向电动运行，电流路径如下：
当V3关断时，负载通过VD3续流，电流路径如下：
第四象限（反向再生制动）此时V4进行PWM控制，V1on V2 V3 off
V4、VD4构成升压斩波电路，与V4、VD4构成升压斩波电路相配合。
当V4导通时，负载通过VD1续流，电流路径如下：
当V4关断时，电动机反向再生制动向向电网中反馈能量，电流路径如下：。
桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路（Bridge H-Bridge）是一种常用的电路拓扑，用于控制电机或其他负载的动作方向和速度。
该电路采用四个开关元件组成的桥臂，可以实现正向和反向的电流流动。
在这篇文章中，我们将详细介绍桥式可逆斩波电路的工作原理、应用以及优缺点。
桥式可逆斩波电路的工作原理非常简单。
它由四个开关元件组成，分为上桥臂和下桥臂。
每个桥臂由两个开关组成，通常为场效应晶体管（FET）或双极性晶体管（BJT）。
当上桥臂的两个开关（S1和S2）关闭时，电流从电源正极流向负载。
反之，当下桥臂的两个开关（S3和S4）关闭时，电流从负载流向电源，实现反向运转。
通过适时地打开和关闭开关，可以控制电流的流向，从而控制负载的运动方向。
在实际应用中，我们通常需要使用一个控制电路来控制桥式可逆斩波电路的开关。
控制电路一般由微控制器或其他数字信号处理器组成，通过控制开关的状态，实现对电流方向和速度的精确控制。
控制电路将接收来自用户或传感器的输入信号，并根据需要，输出相应的开关控制信号。
这种方式不仅能够实现快速响应和精确控制，还可以实现一些高级功能，例如动态刹车、速度控制和位置反馈等。
桥式可逆斩波电路具有多种应用。
最常见的应用是用于直流电机的驱动。
电机的转动方向由斩波器的开关状态决定，通过适时地切换开关状态，可以实现正向和反向的转动。
此外，桥式可逆斩波电路还可以用于电阻负载、电容负载和感性负载的控制。
例如，它可以用于调节加热器的加热功率、控制电容器的充放电过程、调节电阻的阻值等。
桥式可逆斩波电路具有许多优点。
首先，它具有高效率。
由于开关元件的导通和关断是完全可控的，几乎没有能量浪费。
其次，它具有较高的可靠性和稳定性。
由于开关元件可以快速切换，可以承受较高的电流和电压。
此外，桥式可逆斩波电路还具有精确的控制性能。
通过适时地切换开关状态和调整占空比，可以实现对负载运动方向和速度的精确控制。
然而，桥式可逆斩波电路也有一些缺点。
桥式可逆斩波器桥式可逆斩波器主电路构造如图1所示。
它由四个自关断器件（如GTR）VT1、VT2、VT3、VT4和四个快速型续流二极管VD1、VD2、VD3、VD4构成，形同字母H。
H 桥的一对角线接恒定直流电源E，另一对角线接负载，图示为直流电动机。
根据各功率开关元件的导通规律不同，H型桥可逆斩波器可分单极性脉宽调制（斩波）和双极性脉宽调制（斩波）两种控制方式。
1、单极性脉宽调制单极性脉宽调制时，斩波器输出电压UAB的极性是通过一个控制电压来改变。
当，使VT1、VT2交替互补地导通，VT4一直导通、VT3一直关断，各功率开关器件基极驱动信号如图4-21所示。
这时斩波器输出电压UAB总是B端为（+）、A端为（-），呈现出一种单一方向的极性。
当控制电压，则晶体管基极驱动电压与对换、与对换，变成VT3、VT4交替导通，VT2一直导通而VT1一直关断，H桥输出电压UAB随之改变极性，变成A端为（+）、B端为（-）的另一种单一的极性。
图1 桥式可逆斩波器图2 单极性调制时驱动信号2、双极性脉宽调制双极性脉宽调制时，H桥的四个晶体管分为两组：一组为VT1和VT4，另一组为VT2和VT3。
控制规律是同组两管同时通、断，两组通、断相互交替，其晶体管驱动信号、输出电压、电流波形如图3所示。
图3 双极性调制时驱动信号和电压、电流波形3、单极性调制与双极性调制方式的比较1）双极性调制控制简单，只要改变位置就能将输出电压从+E变到-E；而在单极性调制方式中需要改变晶体管触发信号的安排。
2）当H桥输出电压很小时，双极性调制每个晶体管驱动信号脉宽都比较宽，能保证晶体管可靠触发导通。
单极性调制时则要求晶体管驱动信号脉宽十分狭窄，但过窄脉冲不能保证晶体管可靠导通。
3）双极性调制时四个晶体管均处于开关状态，开关损耗大；而单极性调制时只有两个晶体管工作，开关损耗相应小。
第24卷 第1期宝鸡文理学院学报(自然科学版)Vol.24 No.1 2004年3月Journal of Baoji University of Arts and Sciences(Natural Science)Mar.2004单片机控制的直流斩波电路Ξ李军生(宝鸡文理学院电气系,陕西宝鸡721007)摘 要:介绍了一种基于C504单片机控制的三相三重直流斩波电路的组成和控制原理,由于C504自身的功能特点,使系统外围器件少、结构简单、精度高、可靠性高等优点,具有较高的性能价格比和实用价值。
关键词:直流斩波电路;C504;脉宽调制;脉频调制中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:100721261(2004)0120057203The DC chopper controlled by single chip microcomputerLI Jun2sheng(Dept.Electronics&Elect.Engn.,Baoji Univ.Arts&Sci.,Baoji721007,Shaanxi,China)Abstract:The composition and control principle of the three phases three2fold DC chopper based on C504are introduced,the system has a little devices,simple configuration,high reliability,the advantages of high accuracy and performance becauce of the outstanding features of C504.Key words:DC chopper;C504;PWM;PFM 直流斩波电路由于它具有效率高体积小、重量轻、成本低等优点,被广泛地用作直流电机调速的直流可调电源。
桥式可逆斩波电路桥式可逆斩波电路是一种常用于直流电机驱动系统中的电路，其主要功能是将输入的直流电压转换成具有可逆性的脉宽调制（PWM）信号，从而实现对直流电机的电压和转速的精确控制。
桥式可逆斩波电路由四个功率开关管（MOSFET或IGBT）组成，分别为上半桥和下半桥。
上半桥由两个开关管组成，分别为S1和S2；下半桥也由两个开关管组成，分别为S3和S4。
这四个开关管可以通过PWM信号的控制分别打开和关闭，从而控制电流的流向和大小。
当S1和S4开启，而S2和S3关闭时，电流从电源正极经过S1流入负载，再由负载经过S4返回电源负极，这样电机就会顺时针旋转；当S2和S3开启，而S1和S4关闭时，电流从电源负极经过S3流入负载，再由负载经过S2返回电源正极，这样电机就会逆时针旋转。
桥式可逆斩波电路的关键在于PWM信号的控制。
通过调整PWM 信号的占空比，可以控制开关管的导通时间，从而控制电流的大小。
当PWM信号的占空比较大时，开关管的导通时间较长，电流较大；当PWM信号的占空比较小时，开关管的导通时间较短，电流较小。
通过改变PWM信号的频率，可以控制电机的转速。
桥式可逆斩波电路的优点是具有高效率、低损耗和精确控制等特点。
由于开关管具有快速开关特性，能够实现高频率的PWM调制，从而减小了功率开关管的开关损耗。
另外，桥式可逆斩波电路能够通过改变PWM信号的占空比和频率来实现对电机的精确控制，使其能够适应不同负载和转速的需求。
然而，桥式可逆斩波电路也存在一些缺点。
首先，由于功率开关管的开关动作会产生电磁干扰，因此需要采取一些措施来抑制干扰。
其次，由于功率开关管在开关过程中会产生损耗，因此需要进行散热和保护措施，以防止过热和损坏。
此外，桥式可逆斩波电路的设计和调试比较复杂，需要考虑到电路的稳定性、可靠性和安全性等因素。
桥式可逆斩波电路是一种常用于直流电机驱动系统中的电路，通过PWM信号的控制实现对电机电压和转速的精确控制。
湖南科技大学信息与电气工程学院《电力电子技术课程设计报告》题目：基于单片机集成电路的桥式可逆降压斩波仿真专业：电气工程及其自动化班级：13级电气三班******学号：**********指导教师：***2016年 6 月 17日信息与电气工程学院课程设计任务书2015 — 2016 学年第 2 学期专业：电气工程及其自动化班级：13级电气三班学号：1304010330 姓名：陈美林课程设计名称：电力电子技术课程设计设计题目：基于单片机集成电路的桥式可逆降压斩波仿真（电源：220V，电机48V,4A,IGBT）完成期限：自 2016 年 6 月 14 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周设计依据、要求及主要内容一、设计依据设计参数：输出电压48V、电流4A二、要求及主要内容1．主电路、保护电路、控制电路设计；2．主电路元件的参数计算与选择；3．计算整流变压器参数、选择其容量和规格；4．主电路中过电压过电流保护电路的选择及相应电路元件的计算与选择；5．绘制主电路、保护电路、控制电路设计电气系统原理图；6．写出课程设计报告。
其中设计报告要包括有设计的目的，设计原理，设计参数的计算，元器件选型，器件表，电路图的设计说明以及设计的心得等；设计报告3000字以上；指导教师（签字）：批准日期：2016 年 6月 1日目录1、目的与意义 (5)2、原理 (6)2.1设计要求 (6)2.2设计方案.................................... 错误!未定义书签。
2.3电路拓扑图 (6)2.3.1主电路 (6)2.3.2控制电路 (7)2.3.3驱动电路 (8)2.3.4保护电路 (8)3、器件选型 (9)3.1 555定时芯片简述 (9)3.2主电路参数计算 (10)3.2.1占空比 (10)3.2.1主电路 (10)3.2.2 IGBT (10)4.1仿真平台 (12)4.1.1仿真平台 (12)4.1.2仿真过程 (12)4.2仿真波形 (12)4.2.1输入电压、输出电压 (12)4.2.2波形输出 (13)5、心得体会 (15)6、参考文献 (16)7、附录 (17)7.1器件表 (17)7.2主电路 (18)7.3控制电路 (18)7.4驱动电路 (19)7.5保护电路 (19)7.6总电路图 (20)1、目的与意义电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。
具体的说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称为电力半导体器件。
电力电子技术所变换的“电力”，功率可以大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
随着电力电子技术应用的不断发展，对电力电子器件性能指标和可靠性的要求也日益苛刻。
具体而言，要求电力电子器件具有更大的电流密度、更高的工作温度、更强的散热能力、更高的工作电压、更低的通态压降、更快的开关时间，而对于航天和军事应用，还要求有更强的抗辐射能力和抗振动冲击能力。
电力电子课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学的电力电子基础知识。
使学生能综合运用相关课程的基本知识，培养学生检索文献的能力，特别是利用网络检索需要的文献资料，培养学生综合分析问题、发现问题，解决问题的能力。
以及方案选择等。
树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意提高分析和解决实际问题的能力；迅速准确的进行工程计算的能力，计算机应用能力；用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
通过课程实际使学生认识到理论与实践相结合的重要性，只靠从书本上学到的知识是远远不够的，显示的生活中需要更为丰富的知识，只有把硕学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在在课程设计工程中查阅资料，了解查阅资料的重要性，鼓励他们克服心理上的不良情绪，不断的学习和解决难题，不断磨练学生意志的过程。
通过课程设计是学生所学的基础理论知识得到巩固，并使学生可以运用所学理论知识解决实际问题的初步训练。
进一步提高学生的分析、综合能力以及工程设计中分析设计的基本能力，为今后的毕业设计做必要的准备，并为毕业后的工作学习打下了很好的基础。
2、原理2.1设计要求利用可关断晶闸管（IGBT）、电源电压：1000V、电机电压220V,电流600A2.2电路拓扑图2.2.1主电路桥式可逆斩波电路原理图，如图二所示。
设电动机感应电动势为EM，电感电流正方向为A→B。
桥式可逆斩波电路包括四个工作模态。
图二：主电路1、工作模态1斩波器工作在第一象限，VT4始终处于导通状态，VT3为关断状态。
VT1导通，VT2关断。
电动机工作于第一象限作正转电动运行，同时给电感L充电，电路作为降压斩波器运行。
VT1关断时，电流不能突变，导致VD2导通，电感向电动机供电。
2、工作模态2斩波器工作在第三象限，VT2始终处于导通状态，VT1于关断状态。
VT3导通，VT4关断。
电动机工作于第三象限做反转电动运行，同时给电感L充电，电路作为降压斩波器运行。
工作原理与第一象限运行时完全相同。
VT3关断时，电流不能突变，导致VD4导通，电感向电动机供电。
3、工作模态3斩波器工作在第二象限，VT4始终处于导通状态，VT3于关断状态。
VT2导通，VT1关断。
电动机工作于第二象限正转再生制动运行，速方向不变，电流改变方向，同时给电感L充电，电路作为降压斩波器运行。
VT2关断时，电流不能突变，导致VD1导通，EM与UL叠加向直流电源反馈能量。
4、工作模态4斩波器工作在第四象限，电动机作为反转再生制动时，电流反向，VT4导通，EM首先向电感L充电。
当VT4关断时，又因为电感电流不能突变，导致VD3导通，EM与UL叠加向直流电源反馈能量，工作原理和第二象限完全相同。
5、控制方式桥式可逆斩波电路从控制方式上区分有双极性调制、单极性调制和受限单极性调制三种方式。
主要基于双极性调制开关损耗较大，受限单极性调制当电动机电流较小的时候会出现电流断续现象。
而单极性调制方式具有开关损耗少，而且很少出现电流断流现象。
对于单极性调制方式，四个开关器件中VT1和VT2工作于互补的PWM方式，处导通状态；VT3和VT4则根据电动机的转向采取不同的驱动信号，电动机正转时，VT4导通，VT3关断；电动机反转时，VT3导通，VT4关断。
由于减少了VT3和VT4的开关次数，开关损耗减少，故在此采用单极性调制方式。
2.2.2控制电路控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比的调节达到控制输出电压大小的目的。
555定时器设计的方案555定时器是一种应用纪委广泛的中规模集成电路，改电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳触发器。
根据555定时器的这种原理改变阈值电压的值使之输出高电平或低电平，就可以产生仿真电路图，如图三所示：图三：控制电路2.3.3驱动电路一般电气隔离采用光隔离或磁隔离。
光隔离一般采用光耦合器，光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。
本电路中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大。
驱动电路原理控制电路所输出的信号通过TLP521光耦合器实现电气隔离，在经过推挽电路进行放大，从而把输出的控制信号放大。
如图四所示：图四：驱动电路2.3.4保护电路阻容保护：当达到一定电压值时，自动开通保护电路，使过压保护电路形成通路，消耗过压储存的电磁能量，从而使过压的能量不会加到主开关器件上，保护了电力电子设备。
为了达到保护效果，可以使用阻容保护电路来实现。
将电容并联在回路中，当电路中出现电压尖峰电压时，电容两端电压不能突变的特性，可以有效地抑制电路中的过压。
与电容串联的电阻能消耗到部分过压能量，同时抑制电路中的电感与电容产生的振荡，过电压保护电路图如图五所示：图五：过电压保护电路图3、器件选型3.1 555定时芯片简述555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555 定时器的内部电路框图如右图所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为低电平。
它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端TR。
3脚：输出端Vo4脚：是直接清零端。
当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：高触发端TH。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表所示。
555定时器的功能表3.2主电路参数计算3.2.1占空比占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。
方波的占空比为50%，占空比为0.5，说明正电平所占时间为0.5个周期。
3.2.1主电路E E t t t U off on on α=+=0 R E U I M-00=3.2.2 IGBT可关断晶闸管也属于PNPN 四层三端器件，其结构及等效电路和普通晶闸管相同，因此图1仅绘出IGBT 典型产品的外形及符号。
