信息工程系课程设计任务书
学号
K031241723
学生姓名
罗开元
设计题目 IGBT 单相全桥无源逆变电路设计
1、输入直流电压： Ud=100V 2、输出功率： 300W 设 3、输出电压波形： 1KHz方波 计 技 术 参 数
专业（班级）
K0312417
1. 教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目
本次所设计的单相全桥逆变电路采用 IGBT作为开关器件， 将直流电压 Ud逆变为频率为 1KHZ 的方波电压，并将它加到负载电路。负载电路是由纯电阻构成的电路，通过电阻的电 流波形也为方波。而 IGBT的导通，则由脉冲电路产生的触发脉冲来触发其导通。
在进行主电路的设计时，根据主电路的输入、输出参数来确定各个电力电子器件的参 数，并进行器件的选择，以使设计的主电路能够达到要求的技术指标。
2004
2015 年 01 月 06 日
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信息工程学院系设计成绩评定表
学生姓名： 罗开元 学号： K031241723专业（班级）： K0312417
课程设计题目： IGBT 单相全桥无源逆变电路设计
成绩：
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指导教师： 年 月日
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摘要
本次课程设计的主要目的是设计一个带纯电阻负载的单相全桥逆变电路，然后得到负 载两端的电压电流波形。
实验时 T1 与 T2， T3 与 T4 的驱动信号需要互补，即当 T1 和 T4 有驱动信号时， T2，和 T3 无驱动信号， T2 和 T3 有驱动信号时， T1 和 T4 无驱动信号， 两对桥臂各交替导通 180°。
这样， 就把直流电变成了交流电， 改变两组开关的切换频率， 就可以改变输出交流电的 频率。
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1 单相全桥逆变电路的设计
1.1 主电路及工作原理
单相桥式逆变电路由 4 个全控型开关器件（本实验采用 用一个电容器即可，其电路图如下图所示：
IGBT）、电阻构成，直流侧采
全控型开关器件 T1 和 T4 构成一对桥臂， T2 和 T3 构成一对桥臂 , T1 和 T4 同时通、 断， T2 和 T3 同时通、断。当 T1、 T4 闭合， T2、 T3 断开时，负载电压为正，当 T1、 T4 断开， T2、T3 闭合时，负载电压为负，其波形如图 a 所示，因为是纯电阻负载，所以，电 压电流波形相同，如图 b 所示。
1.2 负载端输出电压电流波形图
当负载为纯电阻时： （ 1） . 负载端电压波形分析：
当/2Tt00 期间， T1、 T4 导通， T2、 T3 关断，这时 U0=Ud 当 00Tt/2T 期间 ,T2 、T3 导通， T1、 T4 关断，这时 U0=-Ud 则逆变电路输出的电压 U0 为 180°宽（ T0/2 ）的方波，方波幅值为 Ud，如图（ a） 所示。 将 0U 用傅里叶级数展开得 :
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输出方波电压瞬时值： 式中： w=2π f0 为输出电压基波角频率； f0=1/T0 为输出电压基波频率。 输出方波电压有效值 基波分量的有效值
（2）负载端电流分析
该电路为纯电阻负载，所以负载电流的波形与电压波形一样也是方波。
如图 （ b）所示
电阻阻值的确定： 电阻 R的取值可以根据公式
注意事项：
① 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计， 题目难度和工作量要适
应在一周内完成，题目要结合工程实际。学生也、调光灯、镇流器、
UPS 电源等，但不允许选择
其他班题目方向的内容设计（复合变换除外） 。
② 通过图书馆和 Intel 网广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，
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湖北民族学院科技学院 信息工程系
课程设计报告书
题目 : IGBT 单相全桥无源逆变电路设计
课 程：电力电子技术课程设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级： K0312417 学 号： K031241723 学生姓名：罗开元 指导教师：曾仑明
2015
年 01 月 06 日
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明，成绩不能得优；设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于
5
篇，且文中有引注，否则也不能得优） 。 3. 在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在
教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路和控制电路等详细的设计（包括计
算和器件选型）严禁抄袭。
4. 课题设计的主要内容是主电路的设计，主电路的分析说明，主电路元器
计 哪些特点。具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个
要 系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，
经过刨析、
求 提炼，设计出所要求的电路（或装置） 。课程设计中要不断提出问题，并给出这些
问题的解决方法和自己的研究体会。 （注意： 所确定的主电路方案如果没有论证说
关键词： IGBT 单相全桥无源逆变电路设计
MATLAB仿真
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目录 1. 单相全桥逆变电路的设计…………………………………… 1 2. MATLAB仿真…………………………………………………… 4 3. 总结…………………………………………………………… 6 4. 参考文献……………………………………………………… 7
与单相半桥逆变电路相比， 在相同负载的情况下， 其输出电压和输出电流的幅值 半桥逆变电路的两倍。
为单相
件的计算和选型，以及控制电路设计。
5. 课题设计报告要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。
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1、李先允主编 电力电子技术 2、佟纯厚主编 电力电子学
3 4、黄俊 王兆安主编
4 3
1994
5、石玉 王文郁主编 电力电子技术参 考 资 料
确
定适应自己的课程设计题目。 自立题目后， 首先要明确自己课程设计的设计内容。
要给出所要设计装置（或电路）的主要技术数据（如输入要求，输出要达到的目
标，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能） 。
2. 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的 设 思维方式以及创造能力。要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有