4、保護(hù)電路設(shè)計(jì)

4.1、過電流保護(hù)電路

電力電子電路運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生過電流。過電流分為過載和短路兩種情況。通常采用的保護(hù)措施有：快速熔斷器、直流快速斷路器和過電流繼電器。一般電力電子裝置均同時(shí)采用集中過流保護(hù)措施，以提高保護(hù)的可靠性和合理性。

綜合本次設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)，采用快速熔斷器，即給晶閘管串聯(lián)一個(gè)保險(xiǎn)絲實(shí)施電流保護(hù)。如圖3電流保護(hù)電路所示。

圖3直流升壓斬波電路過流保護(hù)電路

對(duì)于所選的保險(xiǎn)絲，遵從t2I值小于晶閘管的允許t2I值。

4.2、過電壓保護(hù)電路

電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過電壓和內(nèi)因過電壓兩類。外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因。本設(shè)計(jì)主要用于室內(nèi)，為了使用方便不考慮來自雷擊的威脅。

操作過電壓是由分閘、合閘的開關(guān)操作引起的過電壓，電網(wǎng)側(cè)的操作過電壓會(huì)由供電變壓器磁感應(yīng)耦合，或由變壓器繞組之間存在的分布電容靜感應(yīng)耦合過來。

根據(jù)以上產(chǎn)生過電壓的的各種原因，設(shè)計(jì)相應(yīng)的保護(hù)電路。如圖2-4過壓保護(hù)電路所示。其中：圖中是利用一個(gè)電阻加電容進(jìn)行電壓抑制，當(dāng)電壓過高時(shí)，保護(hù)電路中的電容會(huì)阻礙其電壓的上升，從而使得電力電子器件IGBT管因電壓的的過高厄爾損壞。

圖4中的電阻可以是1KΩ左右的電阻，而電容的值可以為100μF左右，這樣形成一個(gè)保護(hù)電路。

5、電路仿真調(diào)試

5.1、仿真模型的選擇

在本次的設(shè)計(jì)中，采用了Psim軟件作為仿真工具來進(jìn)行電路的模擬。首先畫出電路的結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖6 ?直流升壓斬波電路仿真電路模擬圖

由上圖中我們可以看到，在電路中，在IGBT的兩端加了脈沖觸發(fā)電壓，控制開關(guān)的關(guān)斷，以便得到升壓的電壓。

5.2、仿真結(jié)果及分析

在仿真過程中，我將取輸入的直流電壓為Ud=24~60V之間的任意值，將電感值取的盡可能的大，即L=500H，電阻值R=1000K，控制脈沖電壓UGE的占空比大小，即從示波器上觀察輸出電壓Uo大小，示波器上紅線表示輸出直流電壓，藍(lán)線表示輸入電壓，而橙色表示輸出電流大小。

（1）當(dāng)占空比為α=0.93，Ud=24V是，得到輸出直流電壓Uo=343.5V。

從上面的直流輸出電壓圖中我們可以看出來，本次設(shè)計(jì)是成功的，理論與實(shí)際是相符的，我們得到了340V的輸出電壓。