電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)范例(已修改)
2024-08-17 00:34 本頁(yè)面
【正文】 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 直流降壓斬波電路的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 班 級(jí)： 14電氣 姓 名： 周方舟 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 喻麗麗 2 / 37目 錄一 設(shè)計(jì)要求與方案…………………………………………………………………4二 設(shè)計(jì)原理分析……………………………………………………………………4 ………………………………………………………… 4 直流電源設(shè)計(jì)…………………………………………………………5 2．3主電路工作原理……………………………………………………6 ………………………………………………………10 …………………………………………………15三仿真分析與調(diào)試……………………………………………………………17 Matlab仿真圖…………………………………………………………17 仿真結(jié)果…………………………………………………………18 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)論……………………………………………………………24元器件列表…………………………………………………………………24設(shè)計(jì)心得……………………………………………………………………………25參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………25致 謝………………………………………………………………………………26一．設(shè)計(jì)要求與方案供電方案有兩種選擇。一，線性直流電源。線性電源（Linear power supply）是先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器降低電壓幅值，再經(jīng)過(guò)整流電路整流后，得到脈沖直流電，后經(jīng)濾波得到帶有微小波紋電壓的直流電壓。要達(dá)到高精度的直流電壓，必須經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電源進(jìn)行穩(wěn)壓。線性電源體積重量大，很難實(shí)現(xiàn)小型化、損耗大、效率低、輸出與輸入之間有公共端，不易實(shí)現(xiàn)隔離，只能降壓，不能升壓。二，升壓斬波電路。由脈寬調(diào)制芯片TL494為控制器構(gòu)成BOOST原理的，實(shí)現(xiàn)升壓型DCDC變換器，輸出電壓的可調(diào)整與穩(wěn)壓控制的開關(guān)源是借助晶體管的開/關(guān)實(shí)現(xiàn)的。因此選擇方案二。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求是輸出電壓Uo=220V可調(diào)的DC/DC變換器，這里為升壓斬波電路。由于這些電路中都需要直流電源，所以這部分由以前所學(xué)模擬電路知識(shí)可以由整流器解決。MOSFET的通斷用PWM控制，用PWM方式來(lái)控制MOSFET的通斷需要使用脈寬調(diào)制器TL494來(lái)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)。設(shè)計(jì)方案：電源電路電源電路采用電容濾波的二極管不控整流電路，220V單相交流電經(jīng)220V/24V變壓器，降為24V交流電，再經(jīng)二極管不控整流電路及濾波電容濾波后，變?yōu)槠街钡闹绷麟?，其幅值?2V~36V之間。主電路，開關(guān)管選用電力MOSFET。、25W白熾燈，占空比不要超過(guò)65%，否則電壓大于100V?？刂齐娐返倪x擇與確定 脈沖發(fā)生器TL494 驅(qū)動(dòng)電路IR2110二．設(shè)計(jì)原理分析 2．1總體結(jié)構(gòu)分析電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般是由控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。由信息電子電路組成的控制電路按照系統(tǒng)的工作要求形成控制信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的導(dǎo)通或者關(guān)斷。來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。因此，一個(gè)完整的降壓斬波電路也應(yīng)包括主電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路這些環(huán)節(jié)。直流斬波電路由電源、變壓器、整流電路、濾波電路、主電路、控制和驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)電路組成。如圖2—1所示： 電源變壓器整流電路升壓斬波電路濾波電路控制和驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)電路圖(21)小功率直流電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路三個(gè)部分組成，：圖 在直流電源中一般用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，整流電路的作用是將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓。與交流電壓的有效值的關(guān)系為：；在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：；流過(guò)每只二極管的平均電流為： 整流電路設(shè)計(jì)如下：圖（23）假設(shè)L和C值很大。V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，電流恒定I1，電容C向負(fù)載R供電，輸出電壓Uo恒定。V處于斷態(tài)時(shí)，電源E和電感L同時(shí)向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。圖（24）首先假設(shè)電路中電感和電容值都足夠大。當(dāng)可控開關(guān)S處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1,同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電。因?yàn)殡娙軨的值很大，基本保持輸出電壓U0為恒值。設(shè)S處于導(dǎo)通的時(shí)間為ton，此階段電感L上積蓄的能量為：當(dāng)S處于斷態(tài)時(shí)，E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)T處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感釋放的能量為：穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等化簡(jiǎn)得： 以上為升壓斬波電路的工作原理。電感的選擇根據(jù)電感最大貯能值0. 5 L I I 確定電感峰值電流Imax = Io + 2 VoToff / L（Toff 為關(guān)斷時(shí)間）,匝數(shù)N應(yīng)進(jìn)行取整
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