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可调直流稳压电源设计报告I. 设计目的本设计旨在实现一个可调直流稳压电源，能够提供多种输出电压和电流，同时还能稳定地保持输出电压在规定范围内。
II. 设计原理直流稳压电源的基本原理是将变压器输出的交流电转换为直流电，并使用电子元件如二极管、电容器、稳压管等实现对输出电压和电流的稳定。
在本设计中，我们采用如下电路结构实现直流稳压电源。
电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、调节电路、稳压管和输出端口等组成。
（1）变压器：变压器主要将交流输入变换为需要的交流输出电压，通常变压器转换后的电压需要经过整流、滤波和稳压等多道处理才能成为稳定的直流电源输出。
因此，本设计中我们采用了含有两只二次线圈的变压器。
（2）整流桥：整流桥主要用来将变压器输出的交流电流转换成直流电流，这里我们采用了四个二极管构成的整流桥，如图所示，其中D1和D2对应于变压器中一只二次线圈所产生的正半交流电流，D3和D4则对应于产生的负半交流电流。
（3）滤波电容：滤波电容主要用来滤除多余的高频成分，以使直流电波尽可能平滑，保证输出电压的稳定性。
（4）调节电路：调节电路用来控制和调整稳压管的工作状态，以实现输出电压的稳定性和调节。
（5）稳压管：稳压管是关键元件之一，其主要作用是在电路中设置一个固定的工作电压，以保证输出电压在一定范围内稳定。
III. 设计过程(1) 变压器设计：根据我们的需求，我们需要将输入的220V交流电转变为24V 的交流电，在此基础上再进行转换为稳定的直流电源输出。
因此，我们需要采用一只含有两只二次线圈的变压器，并且将两只二次线圈采用串联方案，以实现较大的输出电压值。
最终选用的变压器型号为220V/24V/10W，其中10W为变压器最大输出功率。
(2) 整流桥设计：为了将变压器输出的24V交流电转换为直流电源，我们需要采用整流桥电路。
对于整流桥电路中的每个二极管来说，其承受的最大反向电压应该大于所采用变压器的输出电压。
在此基础上，我们选用的整流桥电路中的二极管容量为1N4001，其最大反向电压为50V。
可调直流稳压电源电路设计1.设计目的：设计一个可调直流稳压电源电路，能够输出3~30V、1A的直流电压，稳定性要求高。
2.设计原理：可调直流稳压电源电路主要由变压器、整流桥、滤波电容、电压调节器和负载等组成。
变压器将交流电压变换为低压交流电压，然后通过整流桥将交流转换为脉动直流电压，再通过滤波电容将脉动信号平滑后得到稳定的直流电压，最后通过电压调节器调整直流电压并保持稳定输出。
3.设计步骤：（1）确定变压器参数：变压器的输入电压为AC220V，需要将其转换为低压AC15V，根据变压器公式N1/N2=V1/V2，计算出变压器的匝数比N1/N2=14.7。
（2）选择整流桥：根据输出电流1A选用额定电流为4A的整流桥，如KBP310等。
（3）确定滤波电容：滤波电容的电容值根据负载的需要来选择，一般选用大电容值，如1000uF，以保证低纹波系数。
（4）选择电压调节器：L7805电压调节器能够提供输出电压为5V，稳压能力好、温度漂移小、线性度高，符合本设计要求。
（5）确定负载：负载要根据电源的输出电流能力来选择，如功率光源等选择具有较大输出电流的型号。
4.确定电路图及元器件连接图：5.计算元器件：（1）滤波电容C1：由于负载电流变化较快，需要选用大电容值，一般选用1000uF的电容，如选择电压容涂O50V的电解电容EDLR1000uF。
（2）电功效管Q1：能够提供3A的电流，在这里作为稳定管使用。
常规管主要包括2SC1815、2SC458、2N3055等，如选择2SC1815管。
（3）电压调节器IC1：L7805电压调节器，能够提供输出电压为5V，稳压能力好、温度漂移小、线性度高，如选择7805。
6.实验结果：确认元器件无误后，进行实验验证。
实验过程分两步进行，第一步：测量无负载输出电压；第二步：在输出电压为5V的情况下，接入10Ω负载，在负载电流为0.5A，输出电压5V左右的情况下，使用万用表测量输出电压、输出电流和电源电流。
自控原理课程设计报告课题: 直流稳压电源的设计班别: 10电气2组员: （学号）020103一、设计目的熟悉自控原理的基本理论, 在实践的综合运用中加深理解, 掌握电路设计的基本方法、设计步骤, 培养综合设计与调试能力。
2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3、培养实践技能, 提高分析和解决实际问题的能力。
4、加强组员之间的协调合作的意识, 提高组员合作的能力。
二、设计任务及要求1.设计一个连续可调的直流稳压电源, 主要技术指标要求:①输入（AC）：U=220V, f=50HZ；②输出直流电压: U0=1.27→12.24v；③输出电流: I0<=1A；④纹波电压: Up-p<30mV；2.设计电路结构, 选择电路元件, 计算确定元件参数, 画出实用原理电路图。
3、自拟实验方法、步骤及数据表格, 提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。
4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图, 并仿真和调试, 并测试其主要性能参数。
三、实验设备及元器件1. 装有multisim电路仿真软件的PC2.三端可调的稳压器LM317一片3.电压表、焊电路板的工具4.滑动变阻器、二极管、变压器、电阻、电容、整流桥四、电路图设计方法（1）确定目标: 设计整个系统是由那些模块组成, 各个模块之间的信号传输, 并画出直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：根据系统功能, 选择各模块所用电路形式。
（3）参数选择: 根据系统指标的要求, 确定各模块电路中元件的参数。
（4）总电路图: 连接各模块电路。
（5）将各模块电路连起来, 整机调试, 并测量该系统的各项指标。
五、总体设计思路1. 直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz, 要获得低压直流输出, 首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
（2）降压后的交流电压, 通过整流电路变成单向直流电, 但其幅度变化大（即脉动大）。
一、课程设计（论文）的内容本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在~12V可调。
二、课程设计（论文）的要求与数据1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求：①输出电压可调：Uo=+～+12V②最大输出电流：Iomax=1.5A③输出电压变化量：ΔUo≤15mV④稳压系数：SV≤2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。
4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
三、课程设计（论文）应完成的工作1.完成设计并制作一个连续可调直流稳压电源，绘出实用原理电路图。
2．完成课程设计报告的撰写四、课程设计（论文）进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 王淑娟，蔡惟铮，模拟电子技术基础，高等教育出版社，2006[2] 王兆安，黄俊 ,电力电子技术，机械工业出版社,2010[3] 夏路易石宗义 ,电路原理图与电路板设计教程，北京希望电子出版社，2002[4] 康华光，电子技术基础,高等教育出版社，2007[5] 胡宴如，模拟电子技术,高等教育出版社发出任务书日期： 2010 年 12 月20日指导教师签名：计划完成日期： 2011年 1月2日教学单位责任人签章：目录一、设计任务与要求………...………………………………………………… (4)二、方案设计与论证................................................ (4)三、单元电路设计与参数计算................................................ (6)3．1选择集成三端稳压器................................................. (7)3．2选择电源变压器................................................. (8)3．3选用整流二极管和滤波电容..................................................... . (9)3．4滤波电容................................................. ... (9)四、总原理图及元器件清单..................................................... (10)1．总原理图、PCB 图................................................... (10)2.元件清单..................................................... .. (10)五、参考文献..................................................... (11)摘要对本次课程设计，在设计思路上要有不框定和约束的思维，要以可以自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
输出可调直流稳压电源的设计一、任务设计并制作如图1所示虚线框内的可调直流稳压电源，输入交流电压AC175~235V，输出电压可调，具有输出恒流限制功能，且限制电流可调。
图1可调直流稳压电源框图二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1．基本要求（1）输出电压V O：DC0~30V可调；（2）输出恒流限制：0~3A可调；（3）输出噪声纹波电压峰-峰值V OPP≤1V（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；（4）D C-DC变换器的效率η≥70%（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；2．发挥部分（1）进一步提高效率，使η≥85%（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；（2）具有输出电压、电流步进调节功能，电压步进0.1V，输出电流限制步进0.1A；（3）具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
（4）其他。
三、说明（1）由于输入电压较高，调试与测试时一定要注意安全！（2）D C-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。
（3）u1可由自耦调压器调节，DC-DC变换器（含控制电路）只能由Udc 端口供电，不得另加辅助电源。
（4）本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量V OPP。
（5）D C-DC变换器效率 =P O/ P IN，其中P O＝U O I O，P IN＝U DC I DC。
（6）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）。
（7）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点。
（8）设计报告正文中应包括系统总体框图、主要元器件的参数计算与选型，核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准。
第一章 绪论1.1 电机调速方案脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n 和其他参量的关系可表示为a a ae U I R n C -=Φ∑ （1-1）式中 a U ：电枢供电电压（V ）。
a I ：电枢电流（A ）。
Φ：励磁磁通（Wb ）。
a R ：电枢回路总电阻（Ω）。
e C ：电势系数。
1.2 本设计内容简介本系统采用PWM 调压调速，设计包括主电路、触发电路、驱动电路三个部分，如图1.1所示。
图1.1 总体结构框图交流电源由电网接入，经过变压器变压后输入整流桥变为直流。
通过调节占空比来调节斩波输出电压以控制电机电枢电压，调节电机转速。
基本工作过程：在inU正半周过零点至ωt=0期间，因inU<dU，故二极管均不导通，此阶段电容1C向1R放电，提供负载所需电流，同时dU下降。
至ωt=0之后，inU将要超过dU，使得D1和D4开通，dU=inU，交流电源向电容充电，同时向负载R1供电。
电容被充电到ωt=θ时，dU=inU，D1和D4关断。
电容开始以时间常数RC 按指数函数放电。
当ωt=π，即放电经过π-θ角时，Ud降至开始充电时的初值，另一对二极管D2和D3导通，此后inU又向1C充电，与inU正半周的情况一样，如图2.3所示。
图2.3 电容滤波对整流电路的影响主要的数量关系：:1、输出电压平均值1) 空载时，。
2) 重载时，dU逐渐趋近于0.92U，即趋近于接近电阻负载时的特性。
3) 在设计时根据负载的情况选择电容C值，使,此时输出电压为：dU≈1.22U(2.1)2、电流平均值1) 输出电流平均值RI为：RI=dU/R (2.2)dI=RI(2.3)2) 二极管电流DI平均值为：DI=dI/2=RI/2 (2.4)3、二极管承受的电压di C i R+-RCa)b)VD1VD3u dVD4VD2u1u2i22dU()2/5~3TRC≥直流降压斩波电路基本工作原理：直流降压斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。
可调直流稳压电源设计
可调直流稳压电源是连接电源和负载的重要枢纽，确保稳定的电源输出电压，为正确的负载提供应答，并可以调整输出电压以达到最佳的性能。
可调直流稳压电源也被称为可调稳压转换器，可将交流电压转换成直流电压，并可以通过精确的调节来达到所需要的调整，用于满足各种电子设备的工作要求。
可调直流稳压电源的设计一般包括电源框架、主要控制芯片、电源阻抗控制、功率电路、仪表控制等部分。
首先，在电源框架设计中，要确定稳压电源的功能和输出功率，根据实际情况确定外形尺寸和结构，以确定功率的消耗及其在系统中的抗磁干扰等能力。
其次，在主要控制芯片设计中，根据要求选择合适的可调稳压芯片，芯片要能正确读出电流信号，并能够调节精确的稳压电压。
此外，芯片还需要具有可扩展、抗瞬变峰值、抗静电和具有可靠的热错误保护等功能，以便在电池的开关电源工作模式下仍能起到良好的控制作用。
紧接着，在电源阻抗控制设计中，主要包括调整电压和调整电流两大部分，其中，调整电压控制通过改变激励电压和执行一定的电子电路，来动态调节负载的输出电压；而调整电流控制则是通过适当改变电源输出阻抗来调整电压，使稳压电源输出更加稳定。
最后，实现可调稳压电源设计还需要配合功率电路及仪表控制等组件，功率电路负责变化的放大、连接负贽的功率脉冲输出，而仪表控制则负责显示输出电压等参数，以便进行精确的调整输出电压，从而实现可调稳压电源设计。
总之，可调稳压电源设计包括电源框架、主要控制芯片、电源阻抗控制、功率电路、仪表控制等多种部件，根据实际情况选择合适的设计方案，搭配对应的组件，可以实现对输出电压的精确控制，以期达到有效的控制和调整效果。
可调直流稳压电源设计一、可调直流稳压电源设计原理1.变压器：变压器主要用于将交流电源转化为所需的低压直流电源。
变压器通过绝缘和耦合来改变交流电压的比例。
在设计变压器时，需要考虑到输出电流和输入电压的比例关系，以及变压器的容量和效率等因素。
2.整流电路：整流电路用于将交流电源转化为直流电源。
一般情况下，整流电路采用整流二极管桥的形式，将交流电源的正负半周分别导通，以获得经过正弦波滤波后的直流电压。
3.稳压电路：稳压电路用于调节输出直流电压的波动范围，确保电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
线性稳压电路通过调节电流流过稳流二极管或控制晶体管的导通状态来实现电压稳定。
开关稳压电路采用开关元件和反馈控制电路来实现电压的调节和稳定。
二、可调直流稳压电源设计步骤1.确定输出电压范围和电流要求：根据实际需求确定需要设计的可调直流稳压电源的输出电压范围和最大输出电流。
2.计算变压器参数：根据输出电压和电流的要求计算需要的变压器参数，包括变比、容量和效率等。
变压器的容量要能满足最大输出电流的需求，效率要尽可能高以减少功耗。
3.设计整流电路：根据变压器输出的交流电压设计整流电路。
一般情况下，采用整流二极管桥来实现整流，同时需要添加滤波电容来平滑输出直流电压。
4.设计稳压电路：根据输出电压的波动要求选择合适的稳压电路。
线性稳压电路成本较低，但功耗较大；开关稳压电路成本较高，但效率较高。
选择适当的稳压电路后根据所选方案进行具体电路设计。
5.进行实际电路布局和PCB设计：根据设计的稳压电路进行实际电路布局和PCB设计。
电路布局要合理，考虑到电子元件之间的距离、优化导线布局以减少杂散电磁干扰等。
6.进行电路测试和调试：完成电路布局和PCB设计后，进行电路测试和调试。
通过实际测试，验证设计的稳压电路的可开关稳定性和稳压性能。
7.验证电源性能：通过测试，对设计的可调直流稳压电源进行性能验证，包括输出电压的稳定性、负载能力、纹波等。
直流电动机调压调速可控整流电源设计摘要变压调速是直流调速系统的主要调速方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。
静止式可控整流器就是其中之一。
静止式可控整流器，即晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统），其本质上是带R、L、E负载的晶闸管可控整流电路，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压，从而实现平滑调速。
和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上有很大的提高，而且在技术上也能显示出较大的优越性。
目前在各种整流电路中,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，本设计是以晶闸管三相桥式全控整流电路作为为主电路系统，全面详细的分析了直流电动机调压调速可控整流电源的设计方法。
关键词：晶闸管-电动机调速系统三相桥式全控整流电路可控整流电源目录第一章课题任务分析 (3)1.1 概述 (3)1.2 要求 (3)第二章主电路设计 (3)2.1 主电路的选择 (3)2.2 系统及参数计算 (4)2.3. 主电路原件选择工作原理 (5)第三章触发电路的选择 (6)3.1 触发脉冲的要求 (6)第四章控制系统设计 (8)第五章控制电源设计 (8)第六章系统保护设计 (9)第七章电气操作系统设计 (10)第八章感想 (11)第一章课题任务分析1.1 概述整流电路是电力电子电路中出现最早的一种电路，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源等。
V--M系统本质上是带R、L、E负载的晶闸管可控整流电路。
本文是关于直流电动机调压调速可控整流电源的设计。
该系统以晶闸管三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，包括主电路形式，晶闸管选型，整流变压器额定参数的计算，平波电抗器的选择，输出滤波电容的设计等环节。
同时采用双窄脉冲集成触发器来控制晶闸管的触发角α的大小。
此外，还有控制系统的设计（通过电压闭环以实现稳压输出），控制电源设计（包括控制变压器、整流滤波，稳压输出），系统保护设计（电流截止保护，熔断器，SCR阻容保护），电气操作系统设计（控制电路与主电路通断控制逻辑互锁等）。
可调式直流稳压电源的设计
可调式直流稳压电源的设计可以根据不同要求进行设计。
以下是一般的设计步骤：
Step 1: 确定需求
首先，需要确定电源的输出电压范围和电流范围。
例如，我们可以需要输出电压在0V到30V之间，电流在0A到5A之间。
Step 2: 选择电路方案
常见的可调式直流稳压电路方案有基于芯片的方案和基于离散元器件的方案。
在选择电路方案时应根据具体需求进行选择。
基于芯片的方案通常具有较高的性价比和较小的体积，但在高电流应用中可能不太适用。
基于离散元器件的方案通常需要更多的元器件，但能够提供更高的电流。
Step 3: 选择元器件
在选择元器件时，应根据电路方案和需求进行选择。
例如，在基于芯片的方案中，需要选择合适的稳压芯片，并根据输出电流选择合适的功率电阻。
在基于离散元器件的方案中，需要选择合适的晶体管和电阻，并根据需求选择合适的电容。
Step 4: 设计电路原理图
根据选定的电路方案和选择的元器件，可以开始设计电路原理
图。
该原理图应包括所有元器件及其连接方式。
Step 5: 制作原型
完成电路原理图后，可以制作电路板并进行调试。
如果电路板正常工作，需要进行性能测试以确定电源是否符合要求，例如输出电压范围和最大电流以及稳定性等。
Step 6: 完成产品设计
在完成原型测试后，可以制作成完整的电源市场发布。
在确定产品设计后应进行长时间的性能测试，并进行充分的电气安全性测试以确保安全性和稳定性。
第一章 绪论1.1 电机调速方案脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n 和其他参量的关系可表示为a a ae U I R n C -=Φ∑ （1-1）式中 a U ：电枢供电电压（V ）。
a I ：电枢电流（A ）。
Φ：励磁磁通（Wb ）。
a R ：电枢回路总电阻（Ω）。
e C ：电势系数。
1.2 本设计内容简介本系统采用PWM 调压调速，设计包括主电路、触发电路、驱动电路三个部分，如图1.1所示。
图1.1 总体结构框图交流电源由电网接入，经过变压器变压后输入整流桥变为直流。
通过调节占空比来调节斩波输出电压以控制电机电枢电压，调节电机转速。
基本工作过程：在inU正半周过零点至ωt=0期间，因inU<dU，故二极管均不导通，此阶段电容1C向1R放电，提供负载所需电流，同时dU下降。
至ωt=0之后，inU将要超过dU，使得D1和D4开通，dU=inU，交流电源向电容充电，同时向负载R1供电。
电容被充电到ωt=θ时，dU=inU，D1和D4关断。
电容开始以时间常数RC 按指数函数放电。
当ωt=π，即放电经过π-θ角时，Ud降至开始充电时的初值，另一对二极管D2和D3导通，此后inU又向1C充电，与inU正半周的情况一样，如图2.3所示。
图2.3 电容滤波对整流电路的影响主要的数量关系：:1、输出电压平均值1) 空载时，。
2) 重载时，dU逐渐趋近于0.92U，即趋近于接近电阻负载时的特性。
3) 在设计时根据负载的情况选择电容C值，使,此时输出电压为：dU≈1.22U(2.1)2、电流平均值1) 输出电流平均值RI为：RI=dU/R (2.2)dI=RI(2.3)2) 二极管电流DI平均值为：DI=dI/2=RI/2 (2.4)3、二极管承受的电压di C i R+-RCa)b)VD1VD3u dVD4VD2u1u2i22dU()2/5~3TRC≥直流降压斩波电路基本工作原理：直流降压斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。
t=0时刻，驱动V 导通，电源d U 向负载供电，负载电压0U =d U ，负载电流0I 按指数曲线上升。
t=1t 时刻，控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压0U 近似为零，负载电流呈指数曲线下降，通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小或基本维持不变。
图2.5 斩波电路波形图当电感足够大，电流连续时，负载电压的平均值可化简得：0on on d d on off t tu u u t t T==+ （2.5）所以输出电压为：0d u u α=（2.6）其中：α=ont T，为降压比。
降压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是电感1L 储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容1C 可将输出电压保持住。
2.3 主要元件选型一、电力二极管的选择由设计要求知道输入交流电压i U =220V ，整流输出电压为d U =200V ，斩波输出电压为0～220V 直流恒压，对于斩波电路其控制波形的占空比为0%～98%， 故对于电力二极管：电力二极管平均电流为：dvt I =1/2d I =（3～7）A 电力二极管承受最大反压：t U =1.414t U =311V考虑安全裕度，电力二极管额定电压n U =（2～3）×311=（622 ～933）V 。
取电力二极管额定电压n U =940V 。
流过电力二极管电流有效值vt I =d I /1.414=(1.414～5.66)A考虑裕量问题，一般取其通态平均电流为按此原则所得计算结果的1.5 ～2倍。
根据正弦半波波形平均值与有效值比为1:1.5；故需电力二极管的额定电流为：n I =（1.5～2）*5.66/1.57=（5.4～7.2）A 。
在考虑裕量，将计算结果放大到两倍，本设计选取取额定电流15A 的电力二极管。
二、滤波电容的选择滤波电容选择1C 一般根据放电的时间常数计算，负载越大，要求纹波系数越小，一般不做严格计算，多取2000 uF 以上。
因该系统负载较大，故取1C =0.15F ；耐压：1.5dm U =1.5×220=360V ，取360V 。
即选用0.15F 、360V 电容器。
三、IGBT 的选择因为2m U =220V ，则取3倍裕量，选耐压为660V 以上的IGBT 。
由于IGBT 是以最大标注且稳定电流与峰值电流间大致为4倍关系，故应选用大于4倍额定负载电流的IGBT 为宜，因此选用60A,额定电压为240V 以上的IGBT 。
本设计选用FGL60N100BNTD 60A ，300V ，IGBT 。
四、 续流二极管的选择根据公式U=（2～3）2U =（160～240）V ，而电流I=(1.5～2)I2==(12～16)A,为了留出充足裕量，选择了额定电压为240V 、额定电流为20A 的续流二极。
五、 输出滤波器元件参数的选择：在主电路中，L1、C2构成电源输出滤波器。
为了维持电感的滤波效果，1L 上锯齿波电流的 最小值必须大于或等于零。
因此必须满足下列条件：101min2on O U U L t I -≥（2.7） 式中，1U ：IGBT 输入电压；0U ：电源输出电压，min O I ：电感续流二极管的凝结负载电流；on t ：IGBT 的导通时间。
1L 越大，输出电流纹波越小，所允许10min2onO U U t I -的临界负载电流也越小，但考虑到电感的损耗、体积及动态特性的影响，不宜过大，通常取(1.5～1.2)本设计取1L =0.1H 。
滤波电容2C 可由式（2.9）算出，本设计中2C 取0.01F 。
2122200()L L I C U U U ≥+∆- （2.8）（7）变压器参数选择：由于PWM 控制信号中最大脉冲宽度为50%，系统要求可知，本设计所采用的变压器一、二次线电压分别为220V 和400V 。
变比K=400/220=1.82，因为d U ≈1.22U ，故采用的变压器二次侧电压为U=400V 。
又由于电枢电流达到6A 左右，其中电机启动电流达到了50A ，为了留出充足裕量，本设计采用的变压器额定电流为I=60A 。
故变压器容量为S=UI=2400V A ，考虑到裕量问题，我们采用的变压器容量为2.4KV A 。
第三章控制电路的设计3.1 触发电路设计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。
其中第一种是最常用的方法。
PWM控制信号的产生方法有很多。
这里我使用的是IGBT的专用触发芯片SG3525，其电路原理图如图3.1。
图3.1 PWM信号产生电路SG3525所产生的仅仅只是PWM控制信号，强度不够，不能够直接去驱动IGBT，中间还需要有驱动电路就爱你过信号放大。
另外，主电路会产生很大的谐波，很可能影响到控制电路中PWM信号的产生。
因此，还需要对控制电路和主电路进行电气隔离。
3.2 驱动电路设计IGBT是电力电子器件，控制电路产生的控制信号一般难以直接驱动IGBT。
因此需要信号放大的电路。
另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。
因而还设计中还学要有带电器隔离的部分。
具体来讲IGBT的驱动要求有以下几点：（1）动态驱动能力强，能为IGBT栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。
否则IGBT会在开通及关延时，同时要保证当IGBT损坏时驱动电路中的其他元件不会被损坏。
（2）能向IGBT提供适当的正向和反向栅压，一般取+15 V左右的正向栅压比较恰当，取-5V反向栅压能让IGBT可靠截止。
（3）具有栅压限幅电路，保护栅极不被击穿。
IGBT栅极极限电压一般为±20 V，驱动信号超出此范围可能破坏栅极。
（4）当IGBT处于负载短路或过流状态时，能在IGBT允许时间内通过逐渐降低栅压自动抑制故障电流，实现IGBT的软关断。
驱动电路的软关断过程不应随输入信号的消失而受到影响。
当然驱动电路还要注意其他几个问题。
主要是要选择合适的栅极电阻Rg和Rge。
以及要有足够的输入输出电隔离能力。
这里，使用了EXB841集成电路作为IGBT的驱动电路。
其具体电路原理图参见图3.2。
图3.2中的标号Y1、Y2分别与图3.1中的Y1、Y2相连。
EXB841芯片具有单电源、正负偏压、过流检测、保护、软关断等主要特性，是一种比较典型的驱动电路。
其功能比较完善，在国内得到了广泛应用。
当EXB841输人端脚14和脚15有10m A的电流流过时，光祸ISO1导通，A点电位迅速下降至0 V,V1和V2截止;V2截止使D点电位上升至20 V,V4导通，V5截止，EXB841通过V4及栅极电阻Rg向一个IGBT提供电流使之迅速导通。
控制电路使EXB841输入端脚14和脚15无电流流过，光藕ISO1不通，A 点电位上升使V1和V2导通;V2导通使V4截止、V5导通，IGBT栅极电荷通过V5迅速放电，使EXB841的脚3电位迅速下降至0V(相对于EXB841脚1低5 V)，使IGBT可靠关断。
设IGBT已正常导通，则V1和V2截止，V4导通，V5截止，B点和C点电位稳定在8V左右，Vzi不被击穿，V3截止，E点电位保持为20 V，二极管VD6截止。
若此时发生短路，IGBT承受大电流而退饱和，u ce上升很多，二极管VD7截止，则EXB841的脚6"悬空”,B点和C点电位开始由8V上升;当上升至13V时，VZ，被击穿，V3导通，C4通过R，和V3放电，E点电位逐步下降，二极管VU6导通时D点电位也逐步下降，使EXB 841的脚3电位也逐步下降，缓慢关断IGBT。
对于EXB841，它本身存在一些不足之处。
例如过流保护阈值过高，保护存在盲区，软关断保护不可靠，负偏压不足，过流保护五自锁功能等。
为此，对驱动电路进行了一些优化，还增加了故障信号封锁电路。
这些主要都是为了加强对电路的保护，属于保护电路的范畴。
图3.2 驱动电路原理图第四章仿真分析与调试本设计采用Matlab软件仿真分析及SIMULINK环境下的仿真工具。
