课程设计说明书（论文）
课程名称：电力电子技术
设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计
院系：电气工程系
班级：
设计者：
学号：
同组人：
指导教师：
设计时间：2013年06月
课程设计任务书
双极模式直流PWM驱动电源的设计
1.主电路设计
1.1.主电路设计要求
直流PWM驱动电源的主电路图如图1a所示,图1b为控制原理框图，它包括整流电路和H桥可逆斩波电路的设计。二极管整流桥把输入交流电变为直流电，H桥逆变器则根据IGBT驱动信号占空比的不同，得到不同的直流电压，并将其加在电动机上。
a主电路图
b 控制原理框图
图1
（1）整流部分采用四个二极管构成整流桥模块；
（2）逆变器部分采用IPM（智能功率模块）PS21564构成。该电路主要为三相逆变桥，此处采用其中的U、V两相；
（3）根据负载要求，计算出交流侧输入电压和电流，作为设计整流变压器、选
择整流桥和滤波电容的依据。由于该电路整流输出电压较低，所以在计算变压器副边电压时应考虑在电流到达负载之前，整流桥和逆变桥中功率器件的通态压降。
1.2 整流电路设计
整流部分采用4个二极管构成的整流桥模块。电动机的额定电压为20V ，通过查阅该型号IPM 的数据手册得知，开关器件的通态压降为2V 左右，可知dc V 电压为24V ，由全桥整流电路可知：20.9dc V V
整流桥中二极管的管压降为1V ，可知变压器副边电压及变压器的变比，滤波电容选择耐压40V 左右，容值450uF 左右。
1.H 型逆变桥设计
该部分电路在IPM 模块内部集成，不需要设计。它的主电路是三相逆变桥，此处采用其中的U 、V 两相。
2 .控制电路设计说明
SG3525的13脚输出占空比可调，占空比调节范围为0~1的脉冲信号，经过移相后，输出两组相位相反，死区时间为5μS 左右的脉冲，分别驱动V1、V4和V2、V3的开通和关断。
2.1脉冲信号电路的设计
设计中使用SG3525产生需要的脉冲信号。5脚接一个0.02uf 的电容，6脚接滑动变阻器，两者组成RC 振荡电路，可以通过调节滑动变阻器的阻值使脉冲的频率为设计要求的5kHz 。根据芯片手册公式计算可得当R=15K 、C=0.02uF 时，输出频率为5kHz ，为使调节方便选用阻值为20K 的滑动变阻器。通过改变2脚输入电压的大小调节输出脉冲的占空比。为使电机具有软启动功能，在8脚需要接电容。根据芯片手册软启动时间和电容大小的关系：60ms/uF 。为了使电机软启动为2s ，所选的电容应为33uF ，同时，10脚应该接地。在输出端，13需要上拉电阻与5V 参考电平相连。将11和14脚短接，脉冲由13脚引出。电路图设计如图2所示：
图2 脉冲产生电路
2.2脉冲分配电路的设计
本设计是双极性PWM驱动。由SG3525产生的脉冲经过一个非门变成0V、5V信号，当信号为高电平时对电容充电，当电容电压达到非门的开启电压2V时，输出才变为高电平，由此达到了延时的目的。所需延迟时间为5us，有三要素公式计算得，当选定电容为0.01uf时，对应的电阻为978.8Ω。为了方便调节，选择5K的滑动变阻器。此电路即可产生死区时间为5us的双极性PWM调制信号。具体脉冲分配电路如图3：
图3 脉冲分配电路
2.3自举电路设计
为了简化设计，上桥臂两个器件V1 和V3 的驱动电源采用单电源自举式供电，这样整个模块的控制部分只需采用1 个15V 电源供电即可。
自举电路中的二极管选用IN5819，电容值为10uF，电阻值为5欧左右。如图4所示。
图4 自举电路
2．4 稳压电源设计
设计一个直流15V的控制电源，为SG3525及IPM模块的驱动电路供电。为减小损耗，采用LM2575T－ADJ系列开关稳压集成电路，将主电路的直流母线电压33V作为输入，通过电位器的调节，经稳压后获得15V的直流电源。LM2575T的封装形式为5脚TO-220形式。TTL电路的5V工作电源可以直接取自SG3525的内部参考电源管脚。
滤波电路中的二极管选用IN5819。如图5所示。
查阅芯片手册知：
2R 1
(1)o EF R V V R =+
可得：
为使电路方便调试，使用定值电阻，使用电位器。
3 调试过程及结果分析
3.1调过试程：
（1）.控制板上的15V 稳压电源电路的调试
将控制板的J3接口与主电路板相连，J6和J7都不连接。再将LM2575T 插在电路板的对应插座上。在模拟盒上断开S2开关，闭合S1开关，调节稳压电路中的电位器，使稳压电路的输出为15V 直流电压。
（2）.脉宽调制信号发生电路的调试
将SG3525插在电路板上。在模拟盒上断开S2，闭合S1，给控制板上电。然后调节相应电位器，获得频率为5KHz ，占空比可在0～1之间调节的脉宽调制信号。
（3）.两路驱动信号的开通延时电路的调试
给控制板上电后，调节相应电位器，观察两路驱动信号，驱动信号为：
图6 两路驱动信号波形对应的死区时间
两路驱动信号之间有5us 左右的的开通延时，即5us 的死区时间。
（4）.测试IPM 中上桥臂驱动电源的自举电路
将主电路板和控制板的J6和J7接口相连，在模拟盒上断开S2，闭合S1，给控制板上电。
（5）.测试电机启动状态
在模拟盒上断开S2，闭合S1，给控制板上电。先将驱动信号的占空比调到50％附近。闭合S2开关，接通H桥的直流电源，调节占空比使电机启动起来。通过占空比的调节，能够调节电机转速，并控制电机正反转。电机控制系统具有软启动功能。
3.2结果分析
3.2.1电机负载
（1）. 占空比的有效调节范围
调节驱动信号的占空比使之达到最大值和最小值，最大占空比约为0.9；最小占空比约为0.1。
其中最大占空比对应的输出电压平均值约为19V，最小占空比对应的输出电压平均值约为-22V。
（2）. 负载电压和电流的波形
电机负载的电压和电流波形如图7和8所示所示，可看出当电机两端电压为正时，流过电枢的电流上升，电感储能。当电机两端电压为负时，流过电枢的电流下降，电感释放能量。
图7 电机负载，正转时，电压（下）和电流（上）的波形
图8 电机负载，反转时，电压（下）和电流（上）的波形
（3）. 直流母线上电压和电流的波形：其电压波形如图9所示：
图9电机负载直流母线上电压波形
（4）.H桥中各个IGBT驱动控制信号的波形：其波形如图10所示，其中V1，V4为一组V2，V3为一组。
图10电机负载时，H桥驱动控制信号
3.2.2 电阻负载
（1）. 占空比的有效调节范围：
其占空比的有效调节范围与输出电压平均值与电机负载情况时基本相同。最大占空比约为0.9，最小占空比约为0.1。
其中最大占空比对应的输出电压平均值约为24.5V，最小占空比对应的输出电压平均值约为-26.1V。
（2）. 负载电压和电流的波形：
电阻负载的电压和电流波形如图11所示,电阻性负载的电压与电流波形同相。随开关器件的开通和关断，其电压电流值在正负之间交替。
a 占空比大约50%
B 占空比小于50%
图11电阻性负载的电压和电流波形
（3）. 直流母线上电压和电流的波形：电阻负载时，直流母线电压波形如图12所示：
图12电阻性负载直流母线电压
（4）. H桥中各个IGBT驱动控制信号的波形如图13所示：其驱动信号波形同电机负载驱动信号波形。V1，V4为一组V2，V3为一组。
图13 电阻负载时，H桥驱动信号
4.收获和体会
此次电力电子课程设计，我学习到了很多知识，不但对理论知识更加清楚，对实际电路操作也有了一定的掌握。通过完成可逆直流PWM驱动电源的设计，我对电力电子器件（IGBT）驱动脉冲的产生和分配也有了熟悉的掌握。同时，对之前学习的数电模电知识又有了温习。设计好电路后，焊接电路、调试电路，尤其是调试过程中，出现了各种各样的小问题，我们通过理论分析、查阅相关资料和请教老师，最终顺利完成调试工作。总之，这次课程设计，让我学到很多东西。
附录
主电路图和控制电路原理图。
图14 主电路原理图
图15 SG3525控制电路原理图
图16 脉冲分配电路
图17 +15V稳压电源
图18 自举电路
设计任务书1 舞台灯光控制电路的设计与分析√ 一、设计任务 设计一个舞台灯光控制系统，通过给定电位器可以实现灯光亮度的连续可调。灯泡为白炽灯，可视为纯电阻性负载，灯光亮度与灯泡两端电压（交流有效值或直流平均值）的平方成正比。 二、设计条件与指标 1.单相交流电源，额定电压220V； 2.灯泡：额定功率2kW，额定电压220V； 3.灯光亮度调节范围（10~100）%； 4.尽量提高功率因数，并减小谐波污染； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种实现方案，比较并确定主电 路结构和控制方案； 2.设计主电路原理图和触发电路的原理框图； 3.参数计算，选择主电路元件参数； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.典型工况下的谐波分析与功率因数计算； 6.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.陈国呈译，《电力电子电路》，日本电气学会编，科学出 版社。
设计任务书2 永磁直流伺服电机调速系统的设计√ 一、设计任务 设计一个永磁直流伺服电机的调速控制系统，通过电位器可以调节电机的转速和转向。电机为反电势负载，在恒转矩的稳态情况下，电机转速基本与电枢电压成正比，电机的转向与电枢电压的极性有关。电机的电枢绕组可视为反电势与电枢电阻及电感的串联。 二、设计条件与指标 1.单相交流电源，额定电压220V； 2.电机：额定功率500W，额定电压220V dc，额定转速 1000rpm，Ra=2，La=10mH； 3.电机速度调节范围（10~100）%； 4.尽量减小电机的电磁转矩脉动； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种实现方案，比较确定主电路 结构和控制方案； 2.设计主电路原理图、触发电路的原理框图，并设置必要 的保护电路； 3.参数计算，选择主电路元件参数分析主电路工作原理； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.陈国呈译，《电力电子电路》，日本电气学会编，科学出 版社；
一总体方案设计级总体框图 1、1总体方案设计 根据任务湖中的，本次设计的是dcdc降压变换器。DC-DC变换 器有两类：一类由两级电路组成DC-AC-DC变换，第一级为逆变，实现DC-AC变换，第二级为整流，实现AC-DC变换。另一类变 换器由晶体管和二极管开关组合成PWM开关，将输入直流电 压斩波后，再经滤波后输出。由于第一类比较复杂，方针起来 比较麻烦。第二类简单方便，比较贴合课本中的知识。第二类 dcdc降压电路有以下几种： BUCK PWM变换器在CCM下的工作原理（如图2-2）：一个开 关周期内，开关晶体管的开，关过程将直流输入电压斩波，形 成脉宽为onT的方波脉冲（onT为开关管导通时间）。当开关晶 体管导通时，二极管关断，输入端直流电流电源Vi将功率传送 到负载，并使用电感储能（电感电流上升）：当开关晶体管关断 时，二极管导通，续流，电感储能向负载释放（电感电流下降）。 一个开关周期内，电感电流的平均值等于负载电流OI（忽略滤 波电容C的ESR）。根据原理和电路拓扑可以推导出工作在CCM 下的DC-DC PWM变换器的输出-输入电压变换比: DVi Vo （2-1）
占空比D总是小于1的，所以BUCK变换器是一种降压变换器。 升降压型BUCK-BOOST技术 图2-4 升降压反极性（BUCK-BOOST）变换器电路拓扑 如图2-4所示，极性反转型（BUCK-BOOST）变换器主电路如用 元器件与BUCK，BOOST变换器相同，由开关管，储能电感，整 流二极管及滤波电容等元器件组成。这种电路具有BUCK变换 器降压和BOOST变换器升压的双重作用。升压还是降压取决与 PWM驱动脉冲的占空比D。虽然输入与输出共用一个连接端，但输出电压的极性与输入电压是相反的，故称为降压反极性变 换器。，根据我们的设计要求，是要求把12-18V的直流电压转 换到5V的直流电压，那么分析后可得降压型BUCK转换技术最 适合这次设计。 1、2总体框图设计
《电力电子装置及系统》 课程设计 题目：基于UC3842的单端反激 开关电源的设计 学院电力学院 专业电子科学与技术 姓名 学号 指导教师 完成时间2016.11.25
目录 摘要 (1) 第一章：开关电源的概述 1.1：开关电源的发展历史 (2) 1.2：开关稳压电源的优点 (2) 1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高 (2) 1.2.2：体积小，重量轻 (3) 1.2.3：稳压范围宽 (3) 1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小 (3) 1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大 (3) 1.3：开关稳压电源的缺点 (3) 1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰 (4) 1.3.2：电路结构复杂，不便于维修 (4) 1.3.3：成本高，可靠性低 (4) 第二章：UC3842的原理及技术参数 2.1：UC3842的工作原理 (5) 2.2：UC3842的引脚及技术参数 (6) 第三章：单端反激开关电源 3.1：单端反激开关电源的原理 (7) 3.2：反激式开关电源设计 (9) 3.2.1：输出直流电压隔离取样反馈外回路 (9) 3.2.2：初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路 (11) 总结 (13) 参考文献 (13)
基于UC3842的单端反激开关电源的设计 摘要 开关电源是一种利用现代电子技术，控制开关晶体管和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，也是一种效率很高的电源变换电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。具有高频率，高功率密度，高可靠性等优点。 本文主要介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于UC3842为控制芯片，实现输出电压可调的开关稳压电源电路。 关键词：开关电源脉冲宽度调制 UC3842
重庆大学电气工程学院 电力电子技术课程设计 设计题目：单相桥式可控整流电路设计 年级专业：****级电气工程与自动化学生姓名：***** 学号： **** 成绩评定： 完成日期：2013年6月 23 日
指导教师签名：年月日
重庆大学本科学生电力电子课程设计任务书
单相桥式可控整流电路设计 摘要：本文主要研究单相桥式PWM整流电路的原理，并运用IGBT去实现电路的设计。概括地讲述了单相电压型PWM整流电路的工作原理，用双极性调制方式去控制IGBT的通断。在元器件选型上，较为详细地介绍了IGBT的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作用，以及它们的选型。最后根据实际充电机的需求，选择元器件具体的参数，并用simulink进行仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。实现了单相电压型PWM整流器的高功率因数，低纹波输出等功能。 关键词：PWM整流simulink 双极性调制IGBT
目录 1.引言 ......................................................... - 5 - 1.1 PWM整流器产生的背景.................................... - 5 - 1.2 PWM整流器的发展状况.................................... - 5 - 1.3 本文所研究的主要内容.................................... - 6 - 2.单相电压型PWM整流电路的工作原理 ............................. - 7 - 2.1电路工作状态分析......................................... - 7 - 2.2 PWM控制信号分析......................................... - 8 - 2.3 交流测电压电流的矢量关系............................... - 9 - 3.单相电压型PWM整流电路的设计 ................................ - 10 - 3.1 主电路系统设计......................................... - 10 - 3.2 IGBT和二极管的选型设计................................. - 11 - 3.3 交流侧电感的选型设计................................... - 11 - 3.4 直流侧电容的选型设计................................... - 12 - 3.5 直流侧LC滤波电路的设计................................ - 13 - 4.单相PWM整流电路的仿真及分析 ................................ - 13 - 4.1 整流电路的simulink仿真............................... - 13 - 4.2 对simulink仿真结果的分析............................. - 16 - 5．工作展望 ................................................... - 16 - 参考文献 ...................................................... - 17 -
姓名: 李渺 学号: 1002160112 系（院）: 邮电与信息工程学院专业: 电气自动化 班级: 01班 授课老师: 胡为兵 总成绩:
变频技术简介 设计说明，含设计题目，作用，设计依据（技术要求） 正文 小结 参考资料 一、变频技术简介 随着科学的发展，变频器的使用也越来越广泛，不管是工业设备上还是家用电器上都会使用到变频器，可以说，只要有三相异步电动机的地方，就有变频器的存在，要熟练地使用变频器，还必须掌握三相异步电动机的特性，因为变频器与三相异步电动机有着密切的联系。 1、变频调速基本原理 交流变频调速器（简称变频器）是建立在微处理器、电力电子学、电机学、现代控制理论基础之上的现代机电一体化高新技术产品。其工作原理是将三相工频交流电整流成直流电，再由直流电转换成交流电（交－直－交）。根据要求，可以从0～50Hz（或更高频率）之间输出任意频率。因此，通过对变频器输出频率的控制，实现交流电动机的调速，最终达到对传动负载的精确定量控制。：是应用当今国际最新变频技术产品——交流变频调速器，对交流电机进行无级调速控制的高新技术。变频调速控制系统主要由电控设备、变频器、交流电动机、传动机械及传感器等部分组成。变频控制系统可进行开环控制，也可进行闭环控制。开环系统的控制是通过设定值的改变，来实现对被控制对象输出值的直接控制。闭环控制系统是通过被控制对象反馈系统与设定值的动态比较，自动调节被控电机的转速，从而实现对被控制对象输出的控制。 2、变频调速的特点 变频调速的主要特点是通过变频器改变输出频率及输出电压，实现交流电机转速或被控对象输出的控制。此外，还具有以下优点： ①．由于变频器在启动过程中，输出频率由0Hz平滑地逐渐上升，电压从0V按比例上升到额定电压，电机无任何启动冲击，避免了由于电机启动产生的大电流对电机、电网、电气元件及所拖动机械设备的冲击和损坏。变频器在停止过程中，输出频率由运行频率平滑地逐渐下降到0Hz，电压从运行电压按比例逐渐到0V，实现了电动机软停止。 ②．变频启动可防止运输机械类载重物体受冲击和翻滚，提高传动设备的使用寿命。
电力电子技术课程设计 题目：直流降压斩波电路的设计 专业：电气自动化 班级：14电气 姓名：周方舟 学号： 指导教师：喻丽丽
目录 一设计要求与方案 (4) 二设计原理分析 (4) 2.1总体结构分分析 (4) 2.2直流电源设计 (5) 2．3主电路工作原理 (6) 2.4触发电路设计 (10) 2.5过压过流保护原理与设计 (15) 三仿真分析与调试 (17) 3.1M a t l a b仿真图 (17) 3.2仿真结果 (18) 3.3仿真实验结论 (24) 元器件列表 (24) 设计心得 (25) 参考文献 (25) 致 (26) 一．设计要求与方案 供电方案有两种选择。一，线性直流电源。线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电源进行稳压。线性电源体积重量大，很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压。二，升压斩波电路。由脉宽调制芯片TL494为控制器构成BOOST原理的，实现升压型DC-DC变换器，输出电压的可调整与稳压控制的开关源是借助晶体管的开/关实现的。因此选择方案二。 设计要求：设计要求是输出电压Uo=220V可调的DC/DC变换器，这里为升压斩波电路。由于这些电路中都需要直流电源，所以这部分由以前所学模拟电路知识可以由整流器解决。MOSFET的通断用PWM控制，用PWM方式来控制MOSFET的通断需要使用脉宽调制器TL494来产生
学号： 课程设计 题目AC-DC-DC电源(36V，300W)设计 学院自动化学院 专业电气工程及其自动化 班级电气 班 姓名 指导教师许湘莲 2013 年 6 月18 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：许湘莲工作单位：武汉理工大学 题目: AC-DC-DC电源(36V，300W)设计 初始条件： 设计一个AC-DC-DC电源，具体参数如下：单相交流输入220V/50Hz，输出直流电压36V,纹波系数<5%，功率300W。 要求完成的主要任务: （1）对AC-DC-DC 电源进行主电路设计； （2）控制方案设计； （3）给出具体滤波参数的设计过程； （4）在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真；（5）分析仿真结果，验证设计方案的可行性。 时间安排： 2013年6月8日至2013年6月18日，历时一周半，具体进度安排见下表 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 (1) AC-DC-DC电源(36V，300W)设计 (2) 1 设计任务及要求 (2) 1.1．技术要求 (2) 1.2．设计内容 (2) 2电路总体方案及原理 (2) 2.1 开关电源的简介 (2) 2.2设计方案 (2) 3主电路设计及参数计算 (3) 3.1整流电路的设计 (3) 3.2降压斩波电路设计 (4) 3.3控制方案的设计 (6) 3.4主电路参数的计算 (7) 3.4.1主电路参数计算 (7) 3.4.2 滤波参数的计算 (8) 4 系统建模与仿真 (8) ４.1开环系统的仿真 (8) 4.2闭环系统的仿真 (11) 5结果分析 (12) 6总结与体会 (13) 参考文献 (14)
实验三十五 PWM 控制芯片认识及外围电路设计实验 （电力电子学—自动控制理论综合实验） 一、 实验原理 1．PWM 控制 电力电子电路控制中广泛应用着脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation, 简称PWM ），将宽度变化而频率不变的脉冲作为电力电子变换电路中功率开关管的驱动信号，控制开关管的通断，从而控制电力电子电路的输出电压以满足对电能变换的需要。由于开关频率不变，输出电压中的谐波频率固定，滤波器设计比较容易。 PWM 控制的原理可以简单通过图35-1理解。图中，V 1为变换器输出的反馈电压与一个三角波信号V tri 进行比较，比较电路产生的输出电压为固定幅值、宽度随反馈电压的增大而减小的PWM 脉冲方波，如图中阴影部分所示。若将该PWM 方波作为如图35-2所示的直流降压变换器的开关管的驱动信号，当输出电压升高时，输出电压方波宽度变窄，滤波后输出直流电压降低，达到稳定到某一恒定值的目的。 由PWM 控制的原理可知，实现PWM 控制应该具备以下条件： 图35-1 PWM 控制原理 V tri V 1 V 图35-2 直流－直流降压变换电路(Buck 电路) (1) 有三角波或阶梯波这样具有斜坡边的信号，作为调节宽度的调制基础信号；从 图35-1可以知道，三角波的频率就是使图35-2中开关管通断的开关频率。 (2) 有比较器以便将调制基础信号和反馈电压信号进行比较产生PWM 信号；
(3) 对反馈电压幅度的限制门槛电压，以使反馈电压不至于超过三角波最高幅值或 低于三角波最低值。一旦超出其最高值或低于最低值，2个信号没有交点，将出现失控情况； (4) 若同时需要控制多个开关管，尤其是桥式电路的上下桥臂上的一对开关管时， 应具有死区电路。死区即上下桥臂的两个开关管都没有开通脉冲、都不导通的时间，以便待刚关断的开关管经历恢复时间完全关断后，再让另一开关管开通； (5) 有反馈控制环节（即恒定的电压给定、误差放大器及调节器（或校正环节）、 功率放大电路）； (6) 按照一定逻辑关系开放脉冲的逻辑控制电路。 按照上述原则，已经有很多集成的PWM 控制芯片面世，在芯片上集成了PWM 控制的许多环节，结合芯片的外围电路，具备了所有的PWM 控制功能。采用集成方式实现PWM 控制，具有很多优越性，不仅成本和体积上具有优势，而且在降低电磁干扰、降低设计难度上也有明显的优点。 本综合实验主要采用比较常用的PWM 集成芯片TL494，下面给出了有关它的介绍以及基本设计原则。其它常用的PWM 芯片如CW3524等，详见本实验附录，或自行查询相关资料，以便完成设计。 2．集成PWM 控制芯片TL494及外围电路介绍 TL494是美国德克萨斯公司研制的PWM 芯片，16端双列直插形式，具有两路输出（从T a 、T b 两个开关管输出）。它将PWM 控制所需要的功能，包括控制器（误差放大器等），都集成到一片芯片上，加上外围电路，组成了比较完善的PWM 控制器。图35-3是其电路功能方框图。其引脚说明及外围电路如下。 (1) 芯片电源 12端接输入工作电压，7端接地。工作电压由于电路的实际情况不同而在一定范围内变化。能工作于较宽的电源电压范围是PWM 控制芯片的一大特点，使它可以方便地应用于各种场合。 CC V 芯片内部还有一个稳压电源，将芯片12端输入的供电电源变换成稳定的5伏直流电压，供内部各电路用，也可供作为控制器（调节器）的标准给定电压，从14端引出。 (2) 输出方式控制端——13端： ① 若13端接地、V 13为低电位时，P = 0，D = 0，E = 0，G 1 = C = G 2，T a 、T b 两路输出相同，如图35-3中所示，即单路输出。若实验电路中只需要驱动一个开关管，则将13点接地用单路输出；若将两路并联可扩大输出容量。 ②若13端接+5V （可接芯片内的稳压直流5V 电源），V 13为高电位时，P = 1， C Q G +=1，C G +=2：
电力电子课程设计 学院：电气信息工程学院 专业： 学号： 姓名：
一． 设计要求 (1)根据给定的参数范围,设计BOOST 电路的参数； (2)根据给定的参数范围,设计CUK 电路的参数； (3)利用MATLAB 对上述电路图仿真实验得出波形； (4)在实验室平台上试验,观测数据与波形,并与仿真图形进行比对； (5)撰写实验报告； 二． 电路设计 1.电路工作原理 （1）Boost 电路 Boost 电路原理图 基本原理 假设L ，C 值很大。当可控开关V 处于通态的时候，电源E 向电感L 充电，充电的电流基本恒定不变I 1，同时电容C 向负载R 放电。因为C 很大，基本保持输出电压U 0不变。当可控开关处于断态的时候，E 和电感L 上积蓄的能量共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。当电路工作处于稳态时，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： ()off o on t I E U t EI 11-=E t T E t t t U off off off on o =+=
基本数值计算： 输出电压U 0与输入电压E 关系： 01 1 1U E E βα==- 输出电流I0与输入电流I1的关系： 01021U I I E E β== 输出电流I0与输出电压U0的关系： 001U E I R R β== （2）Cuk 电路 Cuk 电路原理图 基本原理 当可控开关V 处于通态的时候，E-L1-V 回路和R-L2-C-V 回路分别流过电流。当V 处于断态的时候，E-L1-C-VD 回路和R-L1-VD 回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。
一、设计课题：DC/DC PWM控制电路的设计 二、设计要求： 1、设计基于PWM芯片的控制电路，包括外围电路。按照单路输出方案进行设计，开关频率设计为10KHZ；具有软启动功能、保护封锁脉冲功能，以及限流控制功能。电路设计设计方案应尽可能简单、可靠。 2、实验室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建设计的控制电路。 3、设计并搭建能验证你的设计的外围实验电路，并通过调试验证设计的正确性。 4、扩展性设计：增加驱动电路部分的设计内容。 5、Buck电路图如下图： Buck电路图 三、设计方案 本次课程设计基于PWM芯片TL494进行设计，通过查阅该芯片的相关资料，了解其各引脚功能，结合设计要求进行电路设计。首先建立最基本的电路，然后在其上面进行改进，得到进一步满足条件与
实际应用的电路，根据原理图在实验板上搭建电路进行试验，得出结果进行分析验证，最后得出DC/DC PWM控制电路。 四、设计原理图 如图所示为设计原理图，通过调节电位器Rp进行控制输出，从Vo端得到输出驱动电压的波形。 设计原理图 五、TL494各引脚功能 TL494的个引脚功能图如下表 TL494引脚功能表 引脚号功能引脚号功能 1 误差放大器1的同相输入端9 末极输出三极管发射极端 2 误差放大器1的反相输入端10 末极输出三极管发射极端
3 输出波形控制端11 末极输出三极管集电极端 4 死区控制信号输入端12 电源供电端 5 振荡器外接震荡电容连接端13 输出控制端 6 振荡器外接震荡电阻连接端14 基准电压输出端 7 接地端15 误差放大器2的反相输入端 8 末极输出三极管集电极端16 误差放大器2的同相输入端 六、各部分功能及工作原理 首先设计其振荡电路，根据振荡公式f=1.1/（R3XC2）=10Khz，取R3=1KΩ,则电容C2=0.1uF；然后，将同样大小的电容电阻串联并加以电压接地后，在电容电阻中间引出一根信号线作为第四脚的输入端，作为死区控制信号的输入。 接着，通过示波器测量振荡电路的波形如图所示: 震荡电路波形图 根据实验所测得的波形图及TL494芯片的内部结构, 可得振荡电路的峰值为2.88V，若要对其输出波形进行控制，则在第三脚接入的电压需小于 2.88-0.7=2.18V，即第三脚输入电压变化范围约为0-2.2V。如原理图所示，将1KΩ电阻与1-10KΩ电位器按照如原理图
电气工程学院 电力电子课程设计 设计题目:MOSFET降压斩波电路设计专业班级：电气0907 学号：09291210 姓名：李岳 同组人：刘遥（09291212 ） 指导教师： 设计时间：2012年6月25日-29日 设计地点：电气学院实验中心
电力电子课程设计成绩评定表 指导教师签字： 年月日
电力电子课程设计任务书 学生姓名：李岳，刘遥专业班级电气0907 指导教师： 一、课程设计题目： MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载） 设计条件：1、输入直流电压：U d=100V 2、输出功率：300W 3、开关频率5KHz 4、占空比10%~90% 5、输出电压脉率：小于10% 二、课程设计要求 1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整； 2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真； 3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，还要有仿真结果； 4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案； 5. 撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形（比较实际波形与理论波形），绘出触发信号（驱动信号）波形，说明调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。 三、进度安排
2．执行要求 电力电子课程设计共6个选题，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同，甚至完全一样。 四、课程设计参考资料 [1]王兆安，黄俊.电力电子技术（第四版）.北京：机械工业出版社，2001 [2]王文郁.电力电子技术应用电路.北京：机械工业出版社，2001 [3]李宏.电力电子设备用器件与集成电路应用指南.北京：机械工业出版社，2001 [4] 石玉、栗书贤、王文郁.电力电子技术题例与电路设计指导. 北京：机械工业出版社，1999 [5] 赵同贺等.新型开关电源典型电路设计与应用.北京：机械工业出版社，2010 摘要 关键词：整流、无源逆变、晶闸管
电力电子应用课程设计 课题：50W三绕组复位正激变换器设计 班级电气学号 姓名 专业电气工程及其自动化 系别电气工程系 指导教师 淮阴工学院 电气工程系 2015年5月
一、设计目的 通过本课题的分析设计，可以加深学生对间接的直流变流电路基本环节的认识和理解，并且对隔离的DC/DC电路的优缺点有一定的认识。要求学生掌握单端正激变换器的脉冲变压器工作特性，了解其复位方式，掌握三绕组复位的基本原理，并学会分析该电路的各种工作模态，及开关管、整流二极管的电压电流参数设计和选取，掌握脉冲变压器的设计和基本的绕制方法，熟悉变换器中直流滤波电感的计算和绕制，建立硬件电路并进行开关调试。 需要熟悉基于集成PWM芯片的DCDC变换器的控制方法，并学会计算PWM控制电路的关键参数。输入：36～75Vdc，输出：10Vdc/5A 二、设计任务 1、分析三绕组复位正激变换器工作原理，深入分析功率电路中各点的电压 波形和各支路的电流波形； 2、根据输入输出的参数指标，计算功率电路中半导体器件电压电流等级， 并给出所选器件的型号，设计变换器的脉冲变压器、输出滤波电感及滤波电容。 3、给出控制电路的设计方案，能够输出频率和占空比可调的脉冲源。 4、应用protel软件作出线路图，建立硬件电路并调试。 三、总体设计 3.1 开关电源的发展 开关电源被誉为高效节能电源，代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。 开关电源分为DC/DC和AC/DC两大类。前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的交流电。开关电源的核心是电力电子变换器。按转换电能的种类，可分为直流-直流变换器（DC/DC变换器），是将一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器；逆变器，是将直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器；整流器是将交流电转换成直流电的电能变换器和交交变频器四种。 开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前的小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，特别是在高新技术领
第1章概述................................................................................................................ - 2 - 第2章系统总体方案 .................................................................................................... - 4 - 2.1高频开关稳压电源的基本原理 (4) 2.2高频开关稳压电源总方案 (4) 2.3高频开关稳压电源的组成电路及功能 (5) 2.3.1 主电路.............................................................................................................. - 5 - 2.3.2 控制电路.......................................................................................................... - 6 - 2.3.3 保护电路.......................................................................................................... - 7 - 2.3.4 驱动电路.......................................................................................................... - 7 -第3章主电路设计........................................................................................................ - 8 - 3.1主电路形式选择 (8) 3.2高频变压器的参数 (8) 3.2.1原副边电压比n .............................................................................................. - 8 - 3.2.2磁芯的选取及变压器的结构........................................................................... - 8 - 3.2.3 变压器初、次级匝数.................................................................................... - 9 - 3.2.4 确定绕组的导线线径和导线股数 ................................................................ - 9 -3.3开关管的选择 (10) 第4章控制电路设计................................................................................................... - 11 - 4.1主电路 (11) 4.2控制电路的设计 (12) 4.2.1SG3525结构和功能介绍 ................................................................................ - 12 - 4.2.2 控制电路的设计............................................................................................ - 13 -4.3驱动电路的设计.. (14) 第5章系统性能测试与结果 ...................................................................................... - 16 - 5.1负载调整率测试 (16) 5.2电压调整率测试 (16) 5.3效率测试 (17) 5.4输出纹波电压及噪音测试 (17) 第6章心得体会............................................................................................................ - 18 -附录：总电路图............................................................................................................ - 19 -参考文献.......................................................................................................................... - 19 -电气与信息工程系课程设计评分表 ...................................................... 错误!未定义书签。
电力电子课程设计开关 电源设计 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
西安石油大学 课程设计 电子工程学院自动化专业1101班 题目开关电源设计 学生 指导老师 二○一四年五月 《电力电子》课程设计任务书
目录 任务书 1.课题任务 (4) 参数指标 (4) 设计要求 (4) 2.设计内容与方案 (4) 基本结构 (4)
输入整流电路设计 (4) (4) (5) (5) DC变换器设计 (5) 变换器总体概述 (5) 半桥式DC/DC典型电路 (6) 输出滤波整流电路设计 (6) (6) 整流输出二极管计算 (7) 主电路原理图 (7) 3.主电路元器件清单 (8) 4控制和保护电路结构框图 (8) (8) 控制变换原理 (9) 的封装图 (9) 保护电路 (10) 5设计总结 (10) 6参考文献 (10) 1.课题任务 参数指标: 设计0~24V开关电源，原始数据及主要技术指标： （1）输入交流电压范围：175~245V，50Hz；
（2）输出直流电压范围：0~24V； （3）输出最大功率：500W； （4）开关工作频率：20KHz； （5）输出电压稳定度：﹤%； （6）电源效率：h>85% 设计要求： （1）主电路的选型； （2）主电路元器件参数的确定； （3）控制和保护电路结构框图的设计; （4）整理设计结果，提交设计报告. 2.设计内容与方案 输入整流电路设计 单相桥式输入整流电路设计 整流是将交流电变成脉动直流电的过程。电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。 设计要求主电路为桥式二极管整流，单相桥式整流电路分为单相桥式半控整流电路和单相桥式全波整流电路两种，半控整流电路为了防止失控现象，必须加续流二极管，而单相桥式全控整流电路此电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，也不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率高，基于
电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：201５级电气工程及其自动化 姓名： 学号: 指导教师：高婷婷,林建华 成绩:
摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子,三相，整流
目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)
4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)
1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 １.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 ３ 设计方案 ３.１三相全控整流电路设计
南京工程学院 课程设计说明书 成绩题目直流电动机脉宽调速系统设计课程名称电力电子技术 院（系、部、中心）电力工程学院 专业建筑电气与智能化 班级建筑电气091 学生姓名陈曦 学号206091034 设计时间2011.12.12~12.24 设计地点电力工程实践中心8-319 指导教师陈刚廖德利 2011 年12 月南京
1．课程设计应达到的目的 电源和驱)驱动电源及控制用小功率开关电源。其目的是通过对实际电力电子装置的设计、制作和调试，深化和拓展课程所学知识，提高工程实践能力。动是电力电子技术的两大主要应用领域。课程设计的主要任务是设训一和实现一个直流电动机的脉宽调速(直流PWM) 2．课程设计题目及要求 设计题目：直流PWM驱动电源的设计 设计要求：课程设计的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。DC-DC变换器采用H桥形式，控制方式为单极性。 被控直流永磁电动机参数：额定电压20V，额定电流1A，额定转速2000rpm。驱动系统的调速范围：大于1：100，电机能够可逆运行。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。 主要设计要求如下： 1.阅读相关资料，设计主电路和控制电路，用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原 理图。 2.采购器件，装焊控制电路板。 3.在实验室进行装置调试。 4.设计成果验收。 5.整理设计文件，撰写设计说明书。 6.设计的成果应包括:用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计过程的 详细说明书及焊装和调试完毕的控制电路板。
3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕课程设计任务 1）主电路的设计，器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。 2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调制电路和用门电路实现的脉冲分配电路）。 3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。 4）DC15V 控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。 2人组成1个设计小组，通过合理的分工和协作共同完成上述设计任务。设计的成果应包括：用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计过程的详细说明书及焊装和调试通过的控制电路板。 4．主要参考文献 1）秦继荣编著，现代直流伺服控制技术及其系统设计。 2）电力电子实验台（直流脉宽调速部分）使用说明书。 3）IPM 模块PS21564 使用说明书及参考资料。 4）SG3525 使用说明书及参考资料。 5）LM2575 使用说明书及参考资料。 6）74LS04，74LS00 说明书。 7）二极管IN4148，IN5819 说明书 8）主电路原理图。 9）DIP- IPM 内部功能图 10）SG3525 内部功能图 11）LM2575 内部功能图 12）74LS04，74LS00 内部功能图
课程设计名称：.... 电力电子技术题目： 专业：自动化 班级：自动化12-2班 姓名：王军 学号：1205010219 精品文本
课程设计任务书
间：2014年12月30日
辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表
第一章主要技术数据和可控整流电路的选择 1.1主要技术数据 输入交流电源：三相380V 10%、f=50Hz、直流输出电流连续的最小值为5A。 电动机额定参数：额定功率P N =10kw、磁极对数P=2、额定转速n N=1000r/min,额 定电压U MN=220V、额定电流I MN=54.8A、过载倍数15 1.2可控整流电路的选择 晶闸管可控整流电路型式较多，各种整流电路的技术性能和经济性能个不相同。单 相可控整流电路电压脉动大、脉动频率低、影响电网三相平衡运行。 三相半波可控整流电路虽然对影响电网三相平衡运行没有影响，但其脉动仍然较 大。此外，整流变压器有直流分量磁势，利用率低。当整流电压相同时，晶闸管元件的反峰压比三相桥式整流电路高，晶闸管价格高三相半波可控整流电路晶闸管数量比三相桥式可控整流电路少，投资比三相桥式可控整流电路少。 三相桥式可控整流电路它的脉动系数比三相半波可控整流电路少一半。整流变压器没有直流分量磁势，变压器利用率高，晶闸管反峰压低。这种可控整流电路晶闸管数量是三相半波可控整流电路的两倍。总投资比三相半波可控整流电路多。 从上面几种可控整流电路比较中可以看到：三相桥式可控整流电路从技术性能和经 济性能两项指标综合考虑比其它可控整流电路优越，故本设计确定选择三相桥式可控整 流电路。如 图（1-1）所示