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RCD设计当中吸收电路参数的计算.pdf

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电力电子技术课程设计范例

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

电力电子技术课程设计报告

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

电力电子-降压斩波电路设计..教学总结

1.引言 随着电力电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多。电子设备的小型化和低成本化使电源向轻,薄,小和高效率方向发展。开关电源因其体积小,重量轻和效率高的优点而在各种电子信息设备中得到广泛的应用。伴随着人们对开关电源的进一步升级,低电压,大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。 开关电源分为AC/DC和DC/DC,其中DC/DC 变换已实现模块化,其设计技术和生产工艺已相对成熟和标准化。DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。 IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路,是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路,用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十千赫兹频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动,电压、电流容量大的优点。 IGBT降压斩波电路由于易驱动,电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景,也由于开关电源向低电压,大电流和高效率发展的趋势,促进了IGBT降压斩波电路的发展。

2.方案确定 电力电子器件在实际应用中,一般是由控制电路,驱动电路,保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号,通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能,当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。 根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路,设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。 图1降压斩波电路结构框图 在图1结构框图中,控制电路是用来产生降压斩波电路的控制信号,控制电路产生的控制信号传到驱动电路,驱动电路把控制信号转换为加在开关控制端,可以使其开通或关断的信号。通过控制开关的开通和关断来控制降压斩波电路的主电路工作。控制电路中的保护电路是用来保护电路的,防止电路产生过电流现象损害电路设备。

电力电子降压斩波电路课程设计

电力电子降压斩波电路课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书 直流降压斩波电路的设计与仿真 院、部:电气与信息工程学院 学生姓名:刘贝贝 指导教师:胡小娣职称助教 专业:电气工程及其自动化 班级:电气本1305 学号: 完成时间: 6月

湖南工学院《电力电子技术》课程设计课题任务书 学院:电气与信息工程学院专业:电气工程及其自动化

摘要 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC 变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路. 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中,使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 关键字:直流斩波,降压斩波

ABSTRACT DC chopper as DC into another fixed voltage DC voltage or adjustable in DC converter, and DC - regenerative power transmission system, charging circuit, switch power, power electronics device and all sorts of electrical equipment transformation in ordinary application. Then appeared such as step-down chopper, booster chopper, lift pressure chopper composite chopper, etc.. the commutation circuit DC chopper technology has been widely used in switching power supply and DC driver, make its smooth acceleration control, and obtain the fast response, managing electric energy effect. All-controlling power electronics device IGBT in traction power transmission and transformation of power transmission and active filter etc widely application. Keywords: DC chopping; Buck chopper

电力电子技术课程设计分析解析

摘要 高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源,通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。它能把电网提供的强电和粗电,它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种,BUCK变换器又称降压变换器,是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器,即输出电压低于输入电压,由于其具有优越的变压功能,因此可以直接用于需要直接降压的地方。 关键词:稳压电源;buck变换器

Abstract Has been widely used in the DC power supply, AC power supply, industry power supply of high frequency switching power supply, communication power supply, communication power supply, inverter power supply, computer power supply etc.. It can provide high power and coarse grid electricity, it is an important system of modern electronic equipment "the blood flow to the heart". BUCK converter is a switch for power supply the basic topology of BUCK converter, also called buck converter, a DC chopper for buck to input and output voltage, the output voltage is less than the input voltage, because of its variable function superior, therefore, it can be directly used for the need for direct step-down place. Keyword:regulated power supply;BUCK converter

电力电子电路设计与仿真

1 设计 1.1 总体设计 根据本课题需要,我们需要设计一个逆变电源装置。我们需要设计出输入输出滤波电路、逆变电路、驱动电路、检测电路、保护电路等模块并设计出其参数,其结构框图如Figure 1 所示。 Figure 1 总体结构框图 1.2 逆变电源装置的主电路设计 电网的交流电经过二极管不控整流电路将交流电转换成脉动的直流电,经过直流滤波电路,使脉动的直流电的电压波形变得更加平滑,变成有一定纹波的稳压电源,经过三相逆变电路后,输出为三相交流电,再通过隔离变换电路,滤除三相交流电的直流成分,再经过输出滤波器,此时输出的三相交流电就能很好带动负载并能很好的的满足课题的需求。 Figure 2 主电路原理框图

1.2.1 负载参数的计算 Figure 3 等效负载 Ⅰ 负载电阻最小值 Ⅱ 负载电感最小值

1.2.2 滤波电容参数的计算 滤波电容与负载并联,对逆变电路输出电流影响较大,所以设计滤波电路时,先选择设计滤波电容。首先取滤波电容容抗等于负载电感感抗的2倍 即 则有 我们取 。7个 250V 50HZ 交流电路用于60HZ时耐压降为60%。 即:250×0.6=150V > 110V

1.2.3 滤波电感参数的计算 滤波电感的作用是减小输出电压的谐波电压,保证基波电压的传输,即电感不可太大也不可以太小。选取的电感参数应满足以下几个条件:①滤波电路的固有频率应远离输出电压中可能出现的谐波频率,② 不应太大而接近于1,③ 应该较小 我们取 ,则有 实取L =1.6mH,则有 此时滤波电路的固有频率为

1.2.4 逆变电路的输出电压 Figure 4 逆变输出后的等效图 Ⅰ 空载 Ⅱ ①额定负载

电力电子课设 DCDC PWM控制电路的设计

学院 电力电子课程设计题目: DC/DC PWM控制电路的设计 小组成员: 学号: 学部(系):机械与电气工程学部 专业年级:电气133 指导教师: 2 年 12 月 16 日 - 1 -

目录 一、总体设计方案...................... 错误!未定义书签。 二、设计原理及各部分功能.............. 错误!未定义书签。 三、实验所得的各个波形................ 错误!未定义书签。 四、TL494及相关器件说明............... 错误!未定义书签。 五、总结及心得体会................................. - 9 - - 2 -

一、总体设计方案 ●题目 DC/DC PWM控制电路的设计 ●题目介绍 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。 本课程设计主要采用比较常用的PWM集成芯片TL494(也可用其它芯片)完成设计,让同学们初步掌握PWM控制电路的设计方法。 ●课设要求 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;具有软起动功能、保护封锁脉冲功能,以及限流控制功能。电路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。 - 3 -

电力电子课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书三相半波可控整流电路的设计与仿真 院、部:电气与信息工程学院 学生姓名:雍欣 指导教师:胡小娣职称助教 专业:电气工程及其自动化 班级:电气本1305 学号: 1330120532 完成时间: 2016年6月

湖南工学院《电力电子技术》课程设计课题任务书学院:电气与信息工程学院专业:电气工程及其自动化指导教师胡小娣学生姓名雍欣课题名称三相半波可控整流电路的设计与仿真 内容及任务一、设计任务 三相半波可控整流电路的设计与仿真 二、设计内容 1、主电路的设计、原理说明和器件的选择 2、各参数的计算 3、保护电路的设计 4、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真 三、设计要求 1、三相交流输入:50HZ三相交流,相电压有效值为220V 2、阻感负载;(R取32Ω,L取32mH) 3、触发电路采用锯齿波同步触发电路 4、输出电压平均值范围:0到240V 5、仿真出α分别为0°,30°,60°,90°的输出电压的波形 主要参考资料[1] 王兆安. 集成化是电力电子技术的发展趋势[J].变流技术与电力牵引,2009 [2] 陶彦辉. 基于双空间矢量调制方法分析矩阵变换器[J].电子设计工程,2011 [3] 张家胜,张磊.电力电子技术[M].东营:中国石油大学出版社,2004.6 [4] 林忠岳.电力电子技术[M].重庆:重庆大学出版社,1997 [5] 莫正康.电力电子技术.(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2000 [6] 陈坚.电力电子变换和控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002 教研 室意见教研室主任: 年月日

整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。通常由主电路、滤波器和变压器组成。主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。 首先分析了三相半波可控整流电路的设计要求,确定了以晶闸管、变压器、电阻等一些元器件为主,外加触发电路和保护电路等单元电路设计成三相半波可控整流电路的总体方案,对主电路、触发电路、保护电路、等单元电路进行了设计和参数的计算。 由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink 可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相半波整流电路进行建模,对不同控制角进行了仿真分析用以完成整个课程设计。 关键词:整流电路;触发电路;Matlab

电力电子技术课程设计

电力电子技术课程设计 一、课程设计的性质和目的 1、性质:是电气自动化专业的必修实践性环节。 2、目的: 1)培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力; 2)加深理解《电力电子技术》课程的基本理论; 3)初步掌握电力电子电路的设计方法。 二、课程设计的题目 MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计(阻感性负载) 设计条件:(1)输入直流电压:Ui=200V (2)输出功率:500W (3)输出电压波形:1KHz方波 三、课程设计的内容,指标内容及要求,应完成的任务 1、课程设计的要求 1)整流电路的选择 2)整流变压器额定参数的计算 3)晶闸管(全控型器件)电压、电流额定的选择 4)平波电抗器电感值的计算 5)保护电路(缓冲电路)的设计 6)触发电路(驱动电路)的设计 7)画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 2、指标要求 (1)输入直流电压:Ui=200V; (2)输出功率:500W; (3)输出电压波形:1KHz方波。 3、整流电路的选择 整流电路选择感容滤波的二极管整流电路,由于电容两端的电压不能突变,故能够保证输出电压为大小恒定的直流电压。u d波形更平直,电流i2的上升段平缓

了许多,这对于电路的工作是有利的。 4、触发电路(驱动电路)的设计 实现逆变的主电路中用的是全控型器件MOSFET,触发电路主要是针对它的触发设计,电路的原理图如下图所示。 跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,我们还需要速度。 在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。 上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压,设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻也越小。现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里,但在12V汽车电子系统里,一般4V导通就够用了。 4、PWM产生电路SG3525的结构

电力电子课程设计

直流开关电源的设计 一、设计目的 1、把从电力电子技术及其它先修课程(电工基础、电子技术、电机学等)中所学到的理论和实践知识,在课程设计实践中全面综合的加以运用,使这些知识得到巩固、提高,并使理论知识与实践技能密切结合起来。 2、初步树立起正确的设计思想,掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能,培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力,训练设计构思和创新能力。 3、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力,能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准,为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。 二、设计任务 设计要求: 1、设计主电路,建议主电路为:整流部分是桥式二极管整流,大电容滤波,DC/DC部分采用半桥变换器,主功率管用MOSFET; 2、选择主电路所有图列元件,并给出清单; 3、设计MOSFET驱动电路及控制电路; 4、绘制装置总体电路原理图,绘制:①单相桥式整流电路各点电压波形;②MOSFET驱动电压、全桥电路中各元件的电压、

电流以及输出电压波形(将①②波形分别汇总绘制,注意对应关系); 5、编制设计说明书、设计小结。 三、主要技术参数; 技术参数:装置输入电源为单相工频交流电源(220V+20%),输出电压V o =24V ,输出电流I o =5A ,最大输出纹波电压100mV ,工作频率f =100kHz 。 1、确定变比K D LF O i V V V D V K ++?= 2/ 85.0=D Vo 是输出电压,VD 是输出整流二极管的通态压降,VLf 是输出滤波电感上的直流压降 。VLf=0.5V 2、滤波电感的计算 经验算法一般选择输出滤波电感电流的脉动为最大输出电 流的20%,这样本模块电源的输出滤波电感电流的脉动可选为Io *20%,也就是当输出电流在IOmin= Io *10%时应保证输出滤波电感电流连续,输出滤波电感可按下式计算: ]2/1[)2(2min D LF i o o s o f V V K V V I f V L ---??= 3、滤波电容的计算 由下式确定输出滤波电容的大小: ]2/1[)2(82 D LF i o s f o f V V K V V V f L V C ---???=

电力电子课程设计报告-升压斩波电路设计

电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波电路设计 学院:信息工程学院 专业:自动化 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期:2009-10

升压斩波电路设计(一) 设计任务书

(二)设计说明书 目录 一matlab仿真原理 1 升压斩波电路工作原理 (5) 1.1主电路工作原理 (5) 1.2 IGBT驱动电路选择 (6) 2 仿真实验 (7) 2.1仿真模型 (7) 2.2仿真实验结果及分析 (8) 2.3仿真实验结论 (15) 2.4 最优参数选择 (15) 二硬件实验 2.1 硬件电路 (18) 2.1.1整流电路 (18) 2.1.2斩波信号产生电路 (18) 2.1.3斩波电路 (19) 2.1.4总原理图 (21) 2.1.5元器件列表 (22) 2.2 PCB印刷电路板 (23) 2.3 制造输出——final (25) 三课程设计总结 参考文献

摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路(Boost chopper).设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析,借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图。通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系,最后进行了GUI编程,利用图形可视化界面的直观易懂的特点,使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式,从而具有友好界面,非常方便的就可进行控制参数输入,和输出图像显示。第二部分是电路板,它可以通过BluePrint、kicad 、Protel等软件设计完成,其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境,强大的元件及元件库的组织功能,方便易用的连线工具,强大的编辑功能设计检验,与印制电路板设计系统的紧密连接,自定义原理图模板高质量的输出等等优点,和丰富的设计法则,易用的编辑环境,轻松的交互性手动布线,简便的封装形式的编辑及组织,高智能的基于形状的自定布线功能,万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点,使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图,和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径,通过设定相应的规则,足以满足设计所要求的规定。 关键字升压斩波; SG3525;SIMULINK ; PWM;Protel

电力电子设计方案

DSP2812 AD: ADCINB0(P2):电网电压检测 ADCINB1(P3):漏电流检测 ADCINB2(P4):Upv检测 ADCINB3(P5):直流分量检测 ADCINB5(P7):电网电压检测,通过CPLD42做并网前判断 ADCINB7(P9):IGBT模块温度检测 ADCINA0(P174):并网电流检测 ADCINA1(P173):直流母线电压检测 ADCINA2(P172):Ipv检测 ADCINA5(P169):检测火/零线是否接反 ADCINA6(P168):接地保护 DSP GPIO外围功能 PWM6:BOOST开关管驱动 PWM7:Q3管驱动(50Hz) PWM8:Q5管驱动 PWM9:Q1,Q7管驱动 PWM10:Q2,Q6管驱动 与CPLD通讯 Fault_signal: GPIOA8(CAP1): GPIOA9(CAP2): GPIOA10(CAP3): IIC EEPROM (GPIO) C5TRIP(GPIOB14): SCL C6TRIP(GPIOB15): SDA: GPIO P122/P123/P124/P117(C1TRIP/C2TRIP/C3TRIP/TCKINA):主回路并网继电器控制(接CPLD) P117: 继电器K2控制信号O P122: 继电器K4控制信号O P123: 继电器K1控制信号O P124: 继电器K3控制信号O

检测电路分析 Ipv 检测电路 LEM HX_15P 电流传感器输入0~15A 对应输出0~4V ()V V V U LEMOUT O 5.1~04~08 3 83=?== 即输入0~15A 对应输出为0~1.5V Upv 检测电路 32 .2550 *53.225953 .9*53.93*75053 .9==+= DCMAX O U V 0~550V 对应AD 值为0~2.32V

电力电子设计报告

1、选题背景 (2) 1.1课程设计的性质和目的 (2) 2、设计理念 (3) 2.1、设计目的和内容 (3) 2.1.1、设计要求: (3) 2.2整流电路 (4) 3、设计过程 (5) 3.1对MATLAB的学习 (5) 3.2元件查找 (6) 3.3线路连接 (7) 3.4元件参数计算 (7) 3.5仿真 (8) 3.6晶闸管的选择 (11) 4、结果分析 (12) 5、课程设计总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

课题名称 单相全控桥式晶闸管整流电路 (纯电阻负载) 1、选题背景 整流电路(Rectifier)是电力电子电路中出现最早的一种,它的作用是将交流电能变为直流电能供给用电设备。整流电路的应用十分广泛,例如直流电动机,电镀、店接电源,同步发电机励磁,通信系统电源等。 1.1课程设计的性质和目的 性质:电气工程及其自动化专业的必修实践性环节。 目的: 1、对MATLAB软件初步认识,学习simulink的使用方法。 2、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力。 3、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论。 4、初步掌握电力电子电路的设计方法。 5、培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力; 6、培养分析、总结及撰写技术报告的能力。

2、设计理念 2.1、设计目的和内容 2.1.1、设计要求: 单相全控桥式晶闸管整流电路设计(纯电阻负载): 1.电源电压:交流1000V/50Hz; 2.输出功率:500KW; 3.移相范围:0°-180°。 2.1.2、要求完成的主要任务: (1)熟悉设计任务书,分析设计要求,借阅参考资料; (2)掌握MATLAB的基本操作和用法; (2)在simulink仿真中上设计硬件原理图; (3)修改原理图; (4)计算元件参数; (5)调试和仿真; (6)依元件参数选取厂家元件; (7)撰写设计报告,绘图等。 本次设计中要明确整流中半波可控与全波可控区别,明确整流电路工作原理,定性分析电路工作情况。之后是实际上对单相全控桥式整流晶闸管电路的研究和设计,其中包括主电路和触发电路;随后仿照参考电路进行Matlab仿真,选取合适的仿真元件,进行初步仿真,并对仿真结果进行分析与总结;理解电路

电力电子设计

电力电子 课程设计 单相全控桥式晶闸管整流电路设计(纯电阻负载) 院别:机械与电子工程学院 专业班级:电气工程自动化0803 姓名:徐浩 学号:2008011251 指导老师:施云

2011年1 月6日 电力电子课程设计 一、设计课题目 单相全控桥式晶闸管整流电路设计(纯电阻负载) 二、设计要求 1、单相全控桥式晶闸管整流电路的设计要求为: 负载为阻性负载. 2、技术要求: (1).电网供电电压:交流100V/50Hz; (2).输出功率:500W; (3).移相范围:0度—180度; 三、课程设计的性质和目的 1、性质:是电气信息专业的必修实践环节; 2、目的: (1).培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力; (2).加深理解《电力电子技术》课程的基本理论; (3).初步掌握电力电子电路的设计方法。

前言 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。在电能的生产和传输上,目前是以交流电为主。电力网供给用户的是交流电,而在许多场合,例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等,需要用直流电。要得到直流电,除了直流发电机外,最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中,整流是最基础的一步。整流,即利用具有单向导电特性的器件,把方向和大小交变的电流变换为直流电。整流的基础是整流电路。 由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。

单相PWM整流电路设计(电力电子课程设计)

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 -

电力电子电路常用磁芯元件的设计

电力电子电路常用磁芯元件的设计 一、常用磁性材料的基本知识 磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一,它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响,因此,磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。磁性材料有很多种类,特性各异,不同的应用场合有不同的选择,以下是几种常用的磁性材料。 1.低碳钢 低碳钢是一种最常见的磁性材料,这种材料电阻率很低,因此涡流损耗较大,实际应用时常制成硅钢片。硅钢片是一种合金材料(通常由97%的铁和3%的硅组成),它具有很高的磁导率,并且每一薄片之间相互绝缘,使得材料的涡流损耗显著减小。磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量,硅含量越高、电阻率越大。这种材料大多应用于低频场合,工频磁性元件常用这种材料。 2.铁氧体 随着工作频率的提高,对磁芯损耗的要求更高,硅钢片由于制造工艺的限制,已经很难满足这种要求,铁氧体就是在这种形势下出现的。 铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。 高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。 3.粉芯材料

电力电子电路设计与仿真------8KW逆变器设计讲解

电力电子电路设计与仿真 -----------------------------逆变器设计 前言 逆变器,英文inverter,是一种电源转换装置,可将12V或24V 的直流电转换成230V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备.最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。 有了逆变器,就可利用直流电(蓄电池、开关电源、燃料电池等)转换成交流电为电器提供稳定可靠得用电保障,如笔记本电脑、手机、手持PC、数码相机以及各类仪器等;逆变器还可与发电机配套使用,能有效地节约燃料、减少噪音;在风能、太阳能领域,逆变器更是必不可少。小型逆变器还可利用汽车、轮船、便携供电设备,在野外提供交流电源。 逆变器有着广泛的用途,它可用于各类交通工具,如汽车、各类舰船以及飞行器,在太阳能及风能发电领域,逆变器有着不可替代的作用。 1、设计要求: 输出电压:220V

输出功率:8KW 负载功率因素:0.8~1 过载倍数:2 输出频率:60HZ 2、设计顺序 ①据负载要求设计输出电路参数 ②据输出电路输入要求设计逆变器电路参数 ③据逆变电路输出要求设计其输入参数 ④据逆变电路输入参数设计输入整流电路参数 ⑤当输入输出之间有电压匹配和电气隔离要求时,加入隔离电路设计 系统原理框图 3、逆变器电路原理 桥式逆变电路的开关状态由加于其控制极的电压信号决定,桥式电路的PN端加入直流电压Ud,A、B端接向负载。当T1、T4打开而T2、T3关合时,u0=Ud;相反,当T1、T4关合而T2、T3打开时,

u0=-Ud 。于是当桥中各臂以频率 f (由控制极电压信号重复频率决定)轮番通断时,输出电压u0将成为交变方波,其幅值为Ud 。控制信号频率f 可以决定出端频率,改变直流电源电压Ud 可以改变基波幅值,从而实现逆变的目的。 单相全桥逆变电路原理图 单相全桥逆变电路的工作波形 4、参数计算 C ' L R i V R I 'L I C I o V L L I t t u - u o t t t t t t V V io t t

电力电子降压斩波电路课程设计

绪论 现代电力电子技术的发展方向,就是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代与变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期与九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET 与IGBT为代表的、集高频、高压与大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 直流斩波电路(DC Chopper)的功能就是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电,也称为直流-直流变换器(DC/DC Converter),直流斩波电路(DC Chopper)一般就是指直接将直流变成直流的情况,不包括直流-交流-直流的情况;直流斩波电路的种类很多,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,Zeta 斩波电路,前两种就是最基本电路。 而直流斩波器(DC Chopper)就是一种把恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压,从而满足负载所需的直流电压的变流装置。也称为直接直流-直流变换器(DC/DC Converter)。它通过周期性地快速通、断,把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压,而改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可实现输出电压平均值的调节。直流斩波器除可调节直流电压的大小外,还可以用来调节电阻的大小与磁场的大小。直流传动、开关电源就是斩波电路应用的两个重要领域,就是电力电子领域的热点。全控型器件选择绝缘栅双极晶体管(IGBT)综合了GTR与电力MOSFET的优点,具有良好的特性。目前已取代了原来GTR与一部分电力MOSFET的市场,应用领域迅速扩展,成为中小功率电力电子设备的主导器件。前者就是斩波电路应用的传统领域后者则就是斩波电路应用的新领域。直流斩波器的种类较多,包括6种基本斩波器:降压斩波器(Buck Chopper)、升压斩波器(Boost Chopper)、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器与Zeta斩波器,前两种就是最基本的类型。 因此,课程设计的选题为:设计使用全控型器件为IGBT的降压斩波电路。

电力电子降压斩波电路课程设计

绪论 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电,也称为直流-直流变换器(DC/DC Converter),直流斩波电路(DC Chopper)一般是指直接将直流变成直流的情况,不包括直流-交流-直流的情况;直流斩波电路的种类很多,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,Zeta斩波电路,前两种是最基本电路。 而直流斩波器(DC Chopper)是一种把恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压,从而满足负载所需的直流电压的变流装置。也称为直接直流-直流变换器(DC/DC Converter)。它通过周期性地快速通、断,把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压,而改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可实现输出电压平均值的调节。直流斩波器除可调节直流电压的大小外,还可以用来调节电阻的大小和磁场的大小。直流传动、开关电源是斩波电路应用的两个重要领域,是电力电子领域的热点。全控型器件选择绝缘栅双极晶体管(IGBT)综合了GTR和电力MOSFET的优点,具有良好的特性。目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET 的市场,应用领域迅速扩展,成为中小功率电力电子设备的主导器件。前者是斩波电路应用的传统领域后者则是斩波电路应用的新领域。直流斩波器的种类较多,包括6种基本斩波器:降压斩波器(Buck Chopper)、升压斩波器(Boost Chopper)、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器和Zeta斩波器,前两种是最基本的类型。 因此,课程设计的选题为:设计使用全控型器件为IGBT的降压斩波电路。

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