基于单片机集成电路的桥式可逆斩波电路分析

三是用于其他交 直流电源中
O i
t i1 I1 0 I2 0 to f f T b) i2 I1 0 t
O io i1 I2 0 O to n T t1 t x t2 to f f c) i2
t
O
to n
t
图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
11.1.2 升压斩波电路
1.升压斩波电路的基本原理
工作原理 假设L值很大，C值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1， 同时C的电压向负载供电，因C值很 大，输出电压uo 为恒值，记为Uo 。 设V通的时间为ton ，此阶段L上积蓄 的能量为 EI1ton V断时，E和L共同向C充电并向负载 R供电。设V断的时间为toff，则此期 间电感L释放能量为 Uo - E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与 释放能量相等
11.1.2 升压斩波电路
电路分析
V 处 于 通 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i1 ， 得 下 式
式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。
d i1 L Ri1 E M dt
t 1 - e
（3-27）
设i1的初值为I10，解上式得
i1 I10 e
（3-33）
I 20
T on - t EM e -e - T R 1- e
E e -a - e - m R 1 - e-
E R
（3-34）
11.1.2 升压斩波电路
与降压斩波电路一样，把上面两式用泰勒级数线性近似，得
a - m E I
R
（3-11）

电力电子技术课程设计报告姓名： ***学号： ***班级： ***指导老师： ***专业：电气工程与自动化设计时间： 2007-7***大学自动化学院制升降压斩波电路在直流可逆电动机的运用摘要：文章分析了升／降压斩波电路的工作原理，介绍了集成芯片SG3525的应用特点，并对由SG3525控制，通过升／降压斩波电路来实现的直流脉宽调速电路进行了分析和实验。

关键词：升／降压斩波电路 SG3525 直流脉宽调速本文介绍了通过斩波电路来实现的直流脉宽调速电路，此斩波电路由基本的降压型变换器和升压型变换器相组合，选用全控型器件MOSFET，当此变换器对直流电动机供电时，只要对MOSFET进行实时的PWM 控制，就可实现电机的四象限运行。

此斩波电路中IG—BT的驱动信号由集成脉宽调制控制器SG3525产生，由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试。

1 电路组成及系统分析直流脉宽调速电路原理如图1所示，其中直流斩波电路可看成降压型变换器和升压型变换器的串联组合，采用IGBT作为自关断器件，利用集成脉宽调制控制器SG3525产生的脉宽调制信号作为驱动信号，由两个IGBT及其反并联的续流二极管组成。

图1 电路原理图1．1 主电路工作原理三相127 V交流电经桥式整流电路，滤波电路变成直流电压加在P、N两点间，直流斩波电路上端接P点，下端接N点，中点公共端(COM)(如图1所示)。

若使COM端与电机电枢绕组A端相接，B端接N，可使电机正转。

若T2截止，T1周期性地通断，在T1导通的T。

时间内，形成电流回路P —T1一A—B-N，此时UAB>0， AB>0；在T1截止时由于电感电流不能突变，电流 AB经D2续流形成回路为A-B-D2-A，仍有UAB>0，IAB>0，电机工作在正转电动状态(第一象限)，T1，D2构成一个Buck变换器。

若T1截止，T2周期性地通断，在T2导通的T。

实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即
cosϕ=0.6227
④α= π 时，先计算晶闸管的导通角，由式（4-7）得 2
π
sin(
+θ-0.89864)=sin( π
-θ
−0.89864) e tanϕ
2
2
解上式可得晶闸管导通角为：
θ=2.375=136.1°
也可由图 4-3 估计出θ 的值。 此时，晶闸管电流有效值为
2．一单相交流调压器，电源为工频 220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。
试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧
的功率因数；④当α= π 时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。 2
解：①负载阻抗角为：
φ=arctan（ ωL ）=arctan（ 2π × 50 × 2 × 10−3 ）=0.89864=51.49°
∫ Uomax =
1π( π0
2U 1sin ωt)2 dωt = U1
此时负载电流最大，为
I omax
= U omax R
= U1 R
因此最大输出功率为
Pmax
= U o max I o max
= U12 R
输出功率为最大输出功率的 80%时，有：
P = 0.8Pomax = (
0.8U 1)2 R
要 V2 保持导通，与 V3 和 VD3 构成的降压斩波电路相配合。
当 V3 导通时，电源向 M 供电，使其反转电动，电流路径如下图：
V1
E
VD2
V2 VD1
uo L
V3
R io M
VD4
+-

u1正半周：V1导通输出电压，V1关断时，V3 续流；
u1负半周：V2导通；V2关断 时，V4续流。 可通过改变占空比α调节输出电压的大小。
通过谐波分析可知，电源电流中不含有低次 谐波，只含有和开关周期T成反比的高次谐波， 这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除。电路的 功率因数接近1。
4．1．2 三相交流调压电路
这种电路常用于电炉的温度控制等时间常数很 大的负载中，以周期为单位进行控制足够了。 当晶闸管导通时刻是正弦波的起始点时，在电 源电压接通期间，负载电压是正弦波，没有谐 波污染。
4．2．2 交流电力电子开关
把反并联的晶闸管串入交流电路中起 接通和断开电路的作用，这就是交流电力 电子开关。其作用是代替电路中的机械开 关。
以交流电的周期（2π）为单位来控 制晶闸管的通断，从而调节输出平均功率 的电路，称为交流调功电路。
设控制周期为M，晶闸管在前N个周期导通， 后M-N个周期关断。
当M=3、N=2时的电路波形如图4-13所示。
调功电路和调压电路的电路形式完全相同，只 是控制方式不同。因其直接调节对象是电路的 平均输出功率，所以被称作交流调功电路。
1）T不变，调节ton，称为脉冲宽度调制，简称PWM； 2） ton不变，改变T，称为频率调制或调频型； 3） ton和T 都调节，称为混合型。 其中第一种方式使用最多。
3．1．2 升压斩波电路
1、工作原理：
当V导通时，E向L补充电能，充电电流为I1，C向负载R 供电，u0基本恒定。 当V阻断时，E和L共同向C充电，并向负载提供能量。
S U1I 0 U1 2
α的移项范围为0°——180°。
2、阻感负载
若把α=0点仍定在电源电压的零点，显然， 阻感负载下稳态时α的移项范围应为 φ<=α<=π。其中负载的阻抗角为φ，负载电 流应滞后于电源电压u1φ角度。在用晶闸管控制 时，很显然只能进行滞后控制，使负载电流更为 滞后，而无法使其超前。

斩波电路原理一、斩波电路概述斩波电路是一种将直流电转换为交流电的电路，通常用于交流电机驱动、逆变器等应用中。

其原理是通过周期性地开关导通和断开，使直流电源经过一个高频变压器的变换，输出具有一定频率和幅值的交流电。

二、斩波电路分类1. 单极性斩波电路：只有一个半桥开关管或全桥开关管，在负载两端产生单向脉冲。

2. 双极性斩波电路：有两个半桥开关管或全桥开关管，在负载两端产生双向脉冲。

三、单极性斩波电路原理单极性斩波电路主要由直流源、半桥开关管、高频变压器和输出滤波器四部分组成。

其中直流源提供稳定的直流输入，半桥开关管控制输入信号的导通和断开，高频变压器将输入信号变换成具有一定频率和幅值的交流信号，输出滤波器则对交流信号进行平滑处理。

1. 直流源直流源通常使用整流桥将市区或三相交流转换为稳定的直流电源，直流电压的大小取决于所选用的整流桥和滤波器。

2. 半桥开关管半桥开关管通常由一个N沟道MOSFET管和一个二极管组成。

当N 沟道MOSFET导通时，二极管截止；当N沟道MOSFET截止时，二极管导通。

通过控制N沟道MOSFET的导通和截止，可以实现直流信号的周期性开关。

3. 高频变压器高频变压器是斩波电路中最重要的部分之一。

它通过将输入信号变换为具有一定频率和幅值的交流信号，实现了直流到交流的转换。

高频变压器通常由磁芯、一些绕组和辅助元件组成。

4. 输出滤波器输出滤波器主要用于对交流信号进行平滑处理，去除其残留的脉冲噪声和杂散波形。

输出滤波器通常由电感、电容等元件组成。

四、双极性斩波电路原理双极性斩波电路与单极性斩波电路类似，只不过在半桥开关管上增加了一个相同结构相反的开关管。

这样，当一个开关管导通时，另一个开关管截止，从而在负载两端产生双向脉冲。

五、斩波电路优缺点1. 优点：(1) 斩波电路可以将直流电源转换为交流电源，用于驱动交流负载。

(2) 斩波电路具有高效率、高速度和可靠性等优点。

(3) 斩波电路可以实现输出电压和频率的调节。

1 电路总体分析与方案选择1.1问题的提出与简述直流斩波电路（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，也称为直接直流—直流变换器（DC/DC Converter）。

直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流—交流—直流的情况，直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。

利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路等，利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。

1.2设计目的及解决方案任务的要求是需要设计一个输出为20-30V的直流稳压电源，此部分内容由以前所学模拟电路知识可以解决。

然后对降压斩波主电路进行设计，所涉及电力电子原理知识的直流斩波部分，可以参见所学课本第三章，所选着的全控型器件为IGBT。

任务还需要通过PWM方式来控制IGBT的通断，查阅相关资料，需要使用脉宽调制器SG3525来产生PWM控制信号。

电路需要使输出电压恒定为15V，采用电压闭环，将输出电压反馈给控制端，由输出电压与载波信号比较产生PWM信号，达到负反馈稳定控制的目的。

得到电路的原理框图如下：图1-1 总电路原理框图2 直流稳压电源设计2.1 电源设计原理小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，其原理框图如下所示：图2-1 直流稳压电源原理框图电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。

电源变压器的效率为：，其中：2P 是变压器副边的功率，1P 是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表2-2 所示：表2-2小型变压器效率副边效率P2效率n <10VA 0.610-30VA 0.730-80VA 0.880-200VA 0.85因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。

EI oton RI o T EM I oT
Io R
EI1 EI o U o I o
I1
t on T
I o I o
输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器
1
I10=0，且t=tx时，i2=0
降压斩波电路
式（3-6）
负载电流断续的情况：
1 (1 m)e t x ln （3-16） m 式（3-7）
（3-3）
设此阶段电流初值为I10， =L/R，解上式得
i1 I10e
t

t E EM 1 e R

（3-4）
3.1.1
L d i2 dt
降压斩波电路
Ri 2 EM 0
V为断态期间，设负载电流为i2，可列出如下方程： （3-5）
设此阶段电流初值为I20，解上式得：
t EM 1 e R

（3-6）
1 e t1 / I 20 1 e T /
E EM 1 e E m R R R 1 e
；
式中:
T /
m EM / E
3.1.2
升压斩波电路
3.1.2
升压斩波电路
• 用于直流电动机传动时
通常是用于直流电动机再生制动时把电能回馈给 直流电源 实际电路中电感L值不可能为无穷大，因此该电路和降压斩 波电路一样，也有电动机电枢电流连续 和断续两种工作状 态 此时电机的反电动势相当于图3-2电路中的电源，而此时的 直流电源相当于图3-2中电路中的负载。由于直流电源的电 压基本是恒定的，因此不必并 联电容器。

滤波原理
直流斩波电路通过滤波电路对 高频脉冲进行滤波，得到稳定 的直流输出。
控制原理
直流斩波电路通过控制器对开 关元件的控制信号进行调节， 实现对输出的精确控制。
直流斩波电路的基本结构
控制器
控制器负责生成开关元件的控制 信号，用于调节电源的输出。
开关元件
滤波电路
开关元件是直流斩波电路的核心 部分，负责快速切换电源的输出。
优点
• 高效率 • 精确控制 • 能量回收
局限
• 电磁干扰 • 纹波幅度 • 成本较高
直流斩波电路的未来发展趋势
随着电力电子技术的不断进步，直流斩波电路将进一步提高电压和电流的调 节精度，降低纹波幅度，并应用于更广泛的领域，如新能源和电动汽车。
直流斩波电路的作用
电压/电流调节
直流斩波电路能够调节直流电源的输出电压或电流，满足特定的需求。
能量回收
直流斩波电路可实现电能的回收利用，减少能源的浪费。
电机驱动
直流斩波电路可用于控制电机的速度和转向，实现高精度的电机控制。
直流斩波电路的原理
切换原理
直流斩波电路通过开关元件的 快速切换，将直流电源的输出 转换为高频脉冲。
直流斩波电路
直流斩波电路是一种用于调节直流电源输出的电路，通过切换电源的开关来 改变输出电压或电流。
直流斩波电路的定义
1 调节直流电源
直流斩波电路可通过高频开关路由，调节直流电源的输出电压或电流。
2 重要组成部分
直流斩波电路主要由控制器、开关元件和滤波电路组成。
3 作为电源变换器
直流斩波电路也可以将直流电源转换为交流电源。
滤波电路对高频脉冲进行滤波， 使输出稳定且纹波尽可能小。
直流斩波电路的应用示例

桥式逆变电路工作原理
桥式逆变电路是一种常见的电路设计，用于将直流电源转换为交流电源。

它由四个开关管（或二极管）和一个负载组成，其中两个开关管与两个二极管串联，另外两个开关管与剩下的两个二极管串联。

工作原理如下：
1. 开关管一和开关管三同时闭合，而开关管二和开关管四同时断开。

这样，电源的负极连接到开关管一和开关管三之间，正极连接到开关管三和开关管四之间。

2. 当开关管一和开关管三闭合时，二极管一和二极管三同时断开。

这样，直流电源的正极电流通过开关管三，再通过负载，最后回到负极。

3. 同时，由于二极管一和二极管三断开，开关管一和开关管三之间没有回路，因此负载的两个端接在开关管一和开关管三之间，不接收直流电源。

4. 接下来，开关管一和开关管三同时断开，而开关管二和开关管四同时闭合。

这样，电源的正极连接到开关管一和开关管二之间，负极连接到开关管二和开关管四之间。

5. 当开关管二和开关管四闭合时，二极管二和二极管四同时断开。

这样，直流电源的正极电流通过开关管四，再通过负载，最后回到负极。

6. 类似地，由于二极管二和二极管四断开，开关管二和开关管四之间没有回路，负载的两个端接在开关管二和开关管四之间，不接收直流电源。

7. 这样，交替闭合和断开的开关管和二极管的组合将直流电源
转换为交流电源，通过负载提供正弦波形的交流电。

总之，桥式逆变电路通过交替闭合和断开的开关管和二极管的组合，将直流电源转换为交流电源，实现交流电的输出。

第3章直流斩波电路主要内容：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路的结构与工作原理。

重点：降压斩波电路、升压斩波电路的结构与工作原理。

难点：升压斩波电路的工作原理基本要求：掌握降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的结构与工作原理，了解复合斩波电路的结构与工作原理。

直流斩波电路（DC Chopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流直流变换器（DC/DC Converter）。

直流斩波电路的种类6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。

复合斩波电路——不同基本斩波电路组合多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合1 基本斩波电路重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。

(1) 降压斩波电路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E m所示。

为使i o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（3-1）a——导通占空比，简称占空比或导通比U o最大为E，减小a，U o随之减小——降压斩波电路。

也称为Buck变换器。

负载电流平均值I=U d/R （3-2）电流断续时，U o平均值会被抬高，一般不希望出现斩波电路三种控制方式a 脉冲宽度调制（PWM）或脉冲调宽型——T不变，调节t on，应用最多b 频率调制或调频型——t on不变，改变Tc 混合型——t on和T都可调，使占空比改变图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2 升压斩波电路(1) 升压斩波电路的基本原理工作原理:假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压U o为恒值，记为U o。

设V通的时间为t on，此阶段L上积蓄的能量为EI1t onV断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。

整流逆变斩波四种电路在我们日常生活中，电流就像水流一样，流淌在我们的设备里，让一切运转得有模有样。

但有时候，我们需要的电流形状和特性并不是那么简单的。

于是，整流、逆变、斩波这些电路就登场了，听上去是不是有点高大上？别担心，今天我们就来聊聊这四种电路，简单明了又不失幽默感，让你轻松搞懂！1. 整流电路整流电路，简单来说，就是把交流电变成直流电的魔法师。

想象一下，如果你有一条河流（交流电），但是你只想要一股平稳的小溪流（直流电），整流电路就来帮你实现这个愿望。

它主要有两种类型：半波整流和全波整流。

1.1 半波整流半波整流就像是一个只工作一半的懒虫，简单得很，只利用交流电的一个方向。

它的电流在一个周期内只“吃”一半，所以输出的电压波形就像是起伏不定的小山丘，虽然简单，但总是让人觉得不够稳定。

不过，它的结构简单，成本低，适合一些对电流要求不高的地方，比如小灯泡啥的。

1.2 全波整流再说说全波整流吧，跟懒虫相比，它就是个拼命三郎，能够充分利用交流电的两种方向。

这样输出的电流就像一条平滑的河流，稳定又持续。

全波整流用的二极管桥式整流器，虽然结构稍微复杂一点，但能给我们提供更好的电流品质，特别适合需要高稳定性电流的设备，比如手机充电器。

2. 逆变电路接下来，让我们把目光转向逆变电路。

这可是个颇具反转戏剧情节的家伙，它的工作就是把直流电“逆转”成交流电。

想象一下，一条笔直的小路（直流电），通过逆变电路，瞬间变成了蜿蜒曲折的大道（交流电），这简直是电流界的魔术啊！2.1 纯正弦波逆变器在逆变电路中，纯正弦波逆变器就像是一位高水平的厨师，做出的“菜”不仅好看还好吃。

它能生成非常接近理想的交流电波形，适合高档设备，比如音响系统、医疗设备等等。

虽然价格有点小贵，但用得安心，真的是物超所值。

2.2 方波逆变器而方波逆变器呢？就像一个小学生的手绘画，简单粗暴，输出的是一系列尖锐的波形。

虽然便宜，但对一些敏感设备可不太友好。

桥式整流电路总结1. 引言桥式整流电路是一种常见的交流电到直流电的转换电路，广泛应用于各种电子电路中。

本文将对桥式整流电路的原理、应用以及优缺点进行总结和分析。

2. 桥式整流电路原理桥式整流电路是由四个二极管构成的电路，其原理基于半波整流电路。

如图所示，桥式整流电路的核心是四个二极管和一个负载电阻。

|+-----+---------+-----+Vin -- | | | | -- Vout+-----+---------+-----+| | | |D1 D2 D3 D4| | | |+-----+---------+-----+|当输入电压Vin为正向的时候，D1、D3导通，D2、D4截止，电流从Vin经过D1、D3流向Vout，实现正向整流。

当输入电压Vin为反向的时候，D2、D4导通，D1、D3截止，电流从Vout经过D2、D4流向Vin，实现反向整流。

通过这种方式，桥式整流电路可以将输入的交流电转换为直流电。

3. 桥式整流电路的应用桥式整流电路有广泛的应用场景，下面列举了其中的几个重要应用。

3.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路是最基本和常用的桥式整流电路，广泛应用于各种电子设备中，如家用电器、电子电路实验等。

通过单相桥式整流电路，可以将交流电转换为直流电供给电子设备。

3.2 三相桥式整流电路三相桥式整流电路是应用于三相交流电的桥式整流电路。

相比于单相桥式整流电路，三相桥式整流电路具有更高的功率处理能力，适用于大功率电子设备和工业设备。

3.3 电动机驱动电源桥式整流电路可以作为电动机驱动电源的核心组成部分，将交流电转换为直流电供给电动机。

这种应用方式能够有效控制电动机的转速和转向，广泛应用于各种电动机驱动系统中。

4. 桥式整流电路的优缺点4.1 优点•桥式整流电路具有较高的效率，能够将输入的交流电转换为直流电。

•结构简单，仅由四个二极管构成，成本低廉。

•适用于各种功率要求的电子设备，可用于低功率电源和高功率电源。

XXX学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：验（序号）项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。

(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。

(3)了解PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。

图中V 为全控型器件，选用IGBT。

D 为续流二极管。

由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D=U i。

当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。

负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on/T)。

由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i，若减小占空比α，则U O 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。

图4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。

电路也使用一个全控型器件V。

由图4-13b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向电感L1 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C1 上的电压向负载供电，因C1 值很大，基本保持输出电压U O 为恒值。

设V 处于通态的时间为t on，此阶段电感L1 上积蓄的能量为U i I1t on。

当V 处于断态时U i和L1 共同向电容C1 充电，并向负载提供能量。

4.1 LED数码管简介
1.数码管结构
LED显示器是由发光二极管按照一定规律排列而成的显示器件，用来显示0～9、A、B、C、D、E、F及小数点“.”等字符。这种显示器有共阴极和共阳极两种组成形式，常用的八段LED显示器的内部结构和外端子排列见图4-1。
2.LED显示原理
在共阴极八段LED结构中，所有发光二极管的阴极接在一起形成公共接地端。当某段发光二极管的阳极接高电平时，则发光二极管导通点亮，这样，若干发光二极管点亮就构成一个字符。共阳极八段LED是把所有的发光二极管的阳极接在一起形成公共端，使用时公共端接到+5V，当某段发光二极管的阴极接低电平时，则该段二极管发光进行显示。二极管导通时用“1”表示，其余用“0”表示，这些1和0按一定顺序排列起来就组成了一个8位的二进制代码，这就是所要显示的字符的字型码。共阳极和共阴极数码管的部分字型码见下表
关键词：三相全控桥 MCS—51单片机 动态显示 晶闸管保护
The single-chip microcomputer control 3-phases full controlledtrigger system design
Abstract：
As technology advances, the demand for DC increasingly more, its control accuracy increasingly high requirements. Power electronics technology in industry and agriculture has also been widely used. This article focuses on MCU based on MCS-51 series chips control 80C51 fully controlled three-phase bridge rectifier circuit of the trigger circuit and control circuit principle. The main advantage of this control is to stabilize the output waveform, trigger circuit structure is simple, flexible control with high precision. It has been widely recognized by the industry. In many industrial control and get good use.

▲ V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向
负载提供能量。
●基本的数量关系
▲当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与
释放的能量相等，即
化简得
EI 1ton U o E I1toff
Uo
ton toff t o ff
E T t o ff
E
上式中的 T / toff 1
●输入输出关系
Uo

ton t off
E ton T ton
E 1
E
(5-49)
图5-6 a)Sepic斩波电路
17/39
5.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
◆Zeta斩波电路 ●工作原理 ▲V导通时，电源E经开关V向电感L1贮能。 ▲V关断时，L1－VD－C1构成振荡回路， L1的能量转移至C1，能量全部转移至C1上之后，VD
▲电流断续时，负载电压uo平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。 ●斩波电路有三种控制方式
▲脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变ton。 ▲频率调制：ton不变，改变T。 ▲混合型：ton和T都可调，改变占空比
(5-2)
5/39
5.1.1 降压斩波电路
◆对降压斩波电路进行解析 ●基于分时段线性电路这一思想，按V处于通态和处于断态两个过程来分析，初始条件分电流连
t
T
0 u L d t 0
(5-39)
t
当V处于通态期间，uL=E；而当V处于断态 期间，uL=-uo。于是：
E ton U o toff
(5-40)
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5.1.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路
所以输出电压为：

目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计题目和要求 (1)3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计 (1)3.1三相桥式全控整流电路 (2)3.1.1三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析 (2)3.1.2数量计算 (6)3.2触发电路 (7)3.3过零检测电路及整流稳压电源 (9)3.1.1稳压电源部分 (9)3.3.2过零检测部分 (10)3.4单片机控制电路 (11)3.4.1显示部分 (11)3.4.2键盘部分 (14)4.设计总结 (18)参考书目 (18)1.课程设计目的1、巩固和加深课堂所学知识。

2、学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力。

3、了解单片机应用系统设计方法。

4、掌握LED显示器的原理与静态显示和动态显示的特点。

5、掌握独立式键盘的原理与应用。

6、了解串行口的并行口的结构和工作原理7、掌握三相桥式整流的工作原理。

2.课程设计题目和要求题目：以单片机控制的三相桥式整流电路的设计要求如下：1、显示采用4位动态显示，段选信号通过74LS164来控制，位选信号通过P1口控制。

2、键盘独立式按键，采用74LS165为键盘接口。

3、控制电路采用脉冲变压器结构。

4、要求有过零检测电路。

3.以单片机控制的三相桥式整流电路的设计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。

三相全控桥整流装置常用作可调直流电源，而直流电压的调节靠触发电路来控制, 单片机通过控制晶闸管触发脉冲的移相控制角来改变整流装置输出的直流电压大小。

下图为一用单片机控制的整流电路的原理图。

8031显示键盘过零检测输出控制主电路图3－1 单片机控制电路原理图3.1三相桥式全控整流电路3.1.1三相桥式全控整流电路的结构工作原理分析图3－2为三相桥式全控整流电路VT VT VT VT VT VT 123456图3－2 三相桥式全控整流电路三相全控桥式整流电路由一组共阴极接法的三个晶闸管和一组共阳极接法的三个晶闸管串联而成。

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。