电力电子课程设计直流直流升压电路分析与设计电动汽车蓄电池充电器设计

南京工程学院课程设计任务书课程名称汽车电力电子技术课程设计院（系、部、中心）汽车与轨道交通专业车辆工程班级车辆111起止日期 2014.07.07—07.11 指导教师顾新艳王书林1．课程设计应达到的目的通过课程设计，应使学生达到以下要求：1）熟悉和了解电力电子技术在新能源汽车中的应用。

2）熟悉和掌握电力电子电路的基本工作原理及参数计算方法。

3）掌握电力电子器件在相关电路中的工作特点。

4）了解驱动电路的特点，并能根据实际电路选择合理的驱动电路。

5）对常用的保护电路具有一定的分析和设计能力。

6）具有初步发现和解决设计中出现的问题的能力。

2．课程设计题目及要求课题一：BUCK变换器的设计设计一稳压直流电源，输入为交流220V/50HZ，输出为直流15V的直流稳压电源，如下图1所示，其中DC-DC变换时主要采用BUCK变换器，变换器主器件采用全控型器件，控制方式采用PWM 控制。

直流稳压电源BUCK主电路驱动电路PWM控制电路220V ~20-30V15V iUoU图1 稳压直流电源原理框图要求：1、掌握DC-DC电路工作原理；2、完成电力电子电路的选型、电路设计以及参数计算；3、完成驱动电路设计；4、选择适当的电流检测电路实现过电流保护设计；5、完成电路原理图设计课题二太阳能电动车SPWM控制逆变电路设计太阳能电动车是利用太阳能电池将收集来的能量储存在汽车蓄电池中，由蓄电池输出的直流电经过DC-AC变换转换成工频交流电，供用电负载使用。

其能量管理系统框图如图1所示，而其中DC-AC变换模块是其核心部分。

现要求完成正弦逆变电路的设计。

太阳能电池 充电模块 蓄电池DC-AC 模块检测模块控制模块图2 太阳能电动车能量管理系统框图要求：1、掌握DC-AC 电路工作原理；2、完成电力电子电路的选型、电路设计以及参数计算；3、完成驱动电路设计；4、选择适当的电流检测电路实现过电流保护设计；5、完成电路原理图设计课题三：车载逆变电源设计—工频逆变电路设计车载逆变电源是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为交流电，供一般电器产品使用，是一种较方便的车用电源转换设备。

课程设计名称：电力电子技术题目：直流稳压电源电路设计专业：班级：姓名：学号：课程设计任务书一、设计题目直流稳压电源电路设计二、设计任务1）了解整流电路的工作原理。

2）掌握电力电子器件电路的设计方法。

3）通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。

4）通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。

三、设计计划1）复习课本，收集查阅资料，选定设计方案；2）主电路、保护电路选择与计算；3）控制电路选择与计算；四、设计要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）；输出可调直流电压，范围1.5~5V；输出电流I O m≥1500mA；（要有电流扩展功能）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。

指导教师：时间：摘要电子设备中需要直流电源，它们可以采用干电池供电（例如大多数半导体收机）或其他直流能源供电（例如太阳能电池等）。

但是相对地说，这些电源每“瓦时”所需的费用较高。

因此，在有交流网的地方，一般采用将交流电变为直流电的稳压电源。

直流稳压电源是先把交流电变成脉动的交流电，再通过滤波电路、稳压电路，使输出的直流电压维持稳定。

直流稳压电源一般包括以下几部分：（1）电源变压器将电网供给的交流电压变换为符合整流电路需要的交流电压；（2）整流电路将变压器次级交流电压变换为单向脉动的直流电压；（3）滤波电路将脉动的直流电压变换为平滑的直流电压；（4）稳压电路使直流输出电压稳定。

关键字：直流电源；整流；变压；滤波；稳压目录引言 (1)1主回路设计 (2)2电源变压器的设计 (3)2.1源变压器的原理 (3)2.2选择电源变压器 (4)3单相桥式整流电路 (5)3.1单相桥式整流电路原理 (5)3.2 选择整流二极管 (6)4稳压电路的设计 (7)4.1稳压电路的原理 (7)4.2稳压电路参数的计算 (8)5滤波电路设计 (10)6总原理图及元器件清单 (11)6.1总原理图 (11)6.2元件清单 (12)7安装与调试 (14)8性能测试与分析 (15)8.1 12V直流稳压电源的性能测试 (15)8.2 可调式直流稳压电源的性能测试 (15)8.3电流扩展直流稳压电源的性能测试 (16)8.4稳压系数的测试 (16)8.5产生误差的原因 (17)9结论 (18)10本设计的体会 (19)参考文献 (20)直流稳压电源电路设计引言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

直流稳压/充电电源的组装与调试的设计摘要：便携式电子产品的快度发展，促使电池的品种增加及性能提高，并且使可充电电池的产量大增，同时对充电器的要求也趋于效率高、体积小、成本低、重量轻并且安全实用。

本设计主要介绍用于镍镉可充电电池的全自动充电器。

本文主要介绍中夏牌ZX-2052型直流稳压电源充电器的应用，通过对充电电池的原理和Protel应用的介绍，给出了充电电池的使用方法。

主要涉及电源、变压器、过载保护以及恒流充电的介绍。

关键词：直流电压，稳压，过载，恒流，交流电源目录前言 (1)1设计概述 (2)1.1设计目的 (2)1.2 技术指标 (2)1.3设计要求 (2)2设计方案分析 (2)3 直流稳压电源单元电路的设计和主要元器件的选择 (3)3.1变压电路的设计 (3)3.2整流电路的设计 (3)3.3滤波电路的设计 (4)3.4稳压电路的设计 (5)3.5主要元器件的选择 (5)4 系统电路总图及原理 (6)5电路安装与调试 (7)6数据处理 (7)7注意事项 (8)8经验体会 (9)参考文献 (9)前言电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。

直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。

一个低纹波、高精度的稳定源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。

随着消费者和产业的环保意识增强，碱性一次电池和含有有毒金属镉等二次电池使用日益受到限制，可充电电池得到了广泛的使用。

镍镉电池作为一种便携式电源，具有体积小、容量大、内阻小、输出电压平稳以及可反复充电等特点，正被越来越广泛地应用于计算机、电子测量仪表和各类通信设备中，由于其价格比普通的锌锰电池昂贵，因此科学合理地使用镍镉电池显得非常重要，而选择正确、可靠的充电方式是充分发挥镍镉电池效能和保证其寿命的关键。

下面我们来介绍一种可以满足以上要求的全自动充电器。

《电力电子技术》课程标准一、课程概述本课程是电气工程及其自动化专业的专业主干课程，通过本课程的学习使学生掌握电力电子技术分析与设计的基础知识，包括可控整流技术（单、三相，半控与全控，半波与全波）、电力电子器件及参数、有源逆变技术、触发电路、交流调压、无源逆变技术等。

通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析电力电子装置与设备设计的基本理论与基本方法，为相关后续课程的学习打下坚实的基础。

此学习领域分成4个学习情境，学习领域完全按照基于工作过程的教学模式展开教学，以六步法（资讯、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个项目进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。

二、培养目标1、知识目标（1）掌握直流稳压电源的分类；（2）熟悉线性稳压电源的基本工作原理；（3）掌握开关电源的典型结构；（4）熟悉开关电源的技术性能指标；（5）掌握开关电源的满足原则；（6）熟悉常见的开关器件有哪些；（7）掌握电力电子器件的分类；（8）掌握二极管的相关知识；（9）掌握双极型晶体管的相关知识；（10）掌握电力MOSFET的相关知识；（11）了解绝缘栅双极型晶体管的电路特点；（12）了解电力电子电路的分类；（13）了解降压型电路的相关知识；（14）熟悉升/降压型电路的相关知识；（15）了解推挽式电路的相关知识；（16）熟悉桥式电路的相关知识；（17）了解零电流关断/通的区别。

2、技能目标（1）理解逆变器的存在过程及分析方法；（2）掌握软开关在电源电路中的作用；（3）掌握根据有效值相量绘制相量图的方法。

3、素质目标（1）养成诚实守信、吃苦耐劳的品德（2）养成勤于思考、及时发现问题的学习习惯（3）具有团队合作的意识（4）养成爱护设备和检测仪器的良好习惯三、与前后课程的联系1、与前续课程的联系物理课程的学习培养了学生的对电源电路分析的掌握能力，为本门课的学习奠定理论基础。

2、与后续课程的关系为后续课程提供了必要的基础能力。

《电力电子技术》课程设计说明书直流升压斩波电路的设计电力电子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专业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，包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。

直接直流电变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电，一样是指直接将直流电变成另一直流电，这种情形下输入与输出之间不隔离。

间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采纳变压器实现输入输出间的隔离，因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。

直流斩波电路的种类有很多，包括六种大体斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，起落压斩波电路,Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。

斩波电路，利用不同的斩波电路的组合能够组成符合斩波电路，如电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路等。

利用相同结构的大体斩波电路进行组合，可组成多相多重斩波电路。

关键词：直流斩波电路；变压器；升压斩波绪论 (1)1 直流升压斩波电路的设计思想 (2)1.1 直流升压斩波电路原理 (2)1.2 参数计算 (3)2 直流升压斩波电路驱动电路设计 (4)2.1 驱动电路M57962L简介 (4)2.2 驱动电路设计 (4)3 直流升压斩波电路爱惜电路设计 (6)3.1 过电流爱惜电路 (6)3.2 过电压爱惜电路 (6)4 直流升压斩波电路总电路的设计 (7)5 直流升压斩波电路仿真 (8)5.1 仿真模型的选择 (8)5.2 仿真电路图 (8)5.3 仿真结果及分析 (9)设计总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)随着电力电子技术的迅速进展，高压开关稳压电源已被普遍用于运算机、通信、工业加工和航空航天等领域。

所有动力机装置需要一个稳固的电力输送装置，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各类类别直流任务。

大功率电动汽车直流充电机设计分析与探究摘要：本文将对电动汽车充电机进行分析，并详细探究大功率电动汽车直流充电机的设计，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。

关键词：大功率；电动汽车；直流充电机前言：进入新时代后，电动汽车充电机得到了人们的广泛重视，这也给大功率状态下的直流充电机设计提出了更高要求。

因此，必须正确认识电动汽车充电机，并结合实际需求，掌握具体设计要点，从而促进电动汽车健康发展。

一、电动汽车充电机分析电动汽车充电机是指为电动汽车车用电池提供充电功能的一种设备，属于具有特定功能的一种电力转换装置[1]。

其主要可以分成两种，即直流充电机与交流充电机，其中，直流充电机是指通过直流充电模式来完成动力蓄电池总成的充电工作，而交流充电机则是运用单相或者是三相交流电源来将充电电源提供给电动汽车。

同时，电动汽车充电机还具有以下功能特点：首先，这一充电机具备三种状态控制，即短接、自动以及手动，操作灵活性较高。

其中，短接状态是指在充电机无需工作或者是出现故障问题时，其能够对充电机进行隔离，并恢复其原有线路，这也就意味着不管充电机出现哪种情况，都可以为电动汽车处在正常工作状态提供有力保障。

手动状态是指不管发电机是否处在启动状态，都可以强制性使充电机处在充电状态，可以为电动汽车维护保养提供便利。

自动状态则是充电机能够依照内燃机实际工作状况，对工作状态进行自动切换，可以减少员工工作量。

其次，充电机中带有LED电流显示与电压显示，能够为充电机工作状态的监视提供帮助。

最后，充电机有着较小的体积，安装十分便利。

二、大功率电动汽车直流充电机的设计（一）功率充电模块首先，全桥式变换拓扑结构。

要想设计出与大功率要求相符的充电机，就必须加强对全桥式变换拓扑结构的运用，这一结构能够通过对软开关技术的运用来将给功率器件带来的冲击降到最低。

同时，全桥变换器在结构的影响下，需要运用众多功率器件，这也使得其驱动设计复杂性较高。

在这一变换器中，逆变电路主要是由S1、S2、S3以及S4开关构成的，处在对角位置的开关可以同时导通，在这一过程中，直流电压可以在逆变电路变压器的作用下转换成交流电压。

《电力电子课程设计》
题目1—直流/直流升压电路分析与设计
一、技术指标
输入电压：12-24 V，输出电压42 V，负载电阻10 Ω，输出电压纹波<200 mV，开关频率50 kHz。

二、设计要求
1). 选择主电路的类型和相应的功率器件，并设计主电路滤波器参数；
2). 设计电压单闭环（或峰值电流双环）反馈补偿器；
3). 给出输出电压响应的仿真结果来验证你的设计：
a)电流由10 Ω跳变到5 Ω；
b)输入电压由12V跳变到24 V。

题目2—Boost功率因数校正(PFC)电路分析与设计一、技术指标
输入交流电压有效值：200 V-240 V，输出电压400 V，功率因数>0.95，输出电压纹波<2 V，负载电阻100 Ω，开关频率100 kHz。

二、设计要求
1). 选择主电路的类型和相应的功率器件，并对设计主电路滤波器参数；
2). 设计平均（或峰值）电流模式反馈补偿器；
3). 给出输出电压和输入电流响应的仿真结果来验证你的设计：
a)电流由100 Ω跳变到50 Ω；
b)输入电压有效值由200V跳变到240 V。

注意：学号奇数的学生选择题目1，剩余学生选择题目2。

推荐使用仿真软件：ＰＳＩＭ，软件自带与课题相关的仿真实例。

参考书：
高频功率电子学
电力电子系统建模与控制
开关变换器的建模与控制
开关电源的原理与设计。

浅谈直流升压电路的原理与应⽤2019-03-16摘要：本⽂是⼀篇归纳性综述⽂章，以Boost电路与推挽式电路两种直流升压电路为例，介绍直流升压电路的基本原理，定性分析直流升压的实现过程；进⽽从⼩功率（如便携设备内部器件变压）与⼤功率（如直流输电变压）两个领域对直流升压技术的应⽤现状与发展进⾏综述。

最后，分析该技术在⽣物医疗器械（如PET）中的应⽤前景。

关键词：直流升压；BOOST；推挽式放⼤电路⼀、引⾔直流升压技术是将不可调的直流电压转变为可调或固定的直流电压的⼯程技术，⼀种⽅法是利⽤电感的储能作⽤和电容的滤波作⽤进⾏升压；另⼀种⽅法通过⾼频振荡产⽣低压脉冲，再通过脉冲变压器升压到预定电压值，继⽽应⽤脉冲整流技术来获得⾼压直流电。

直流升压过程是依靠⼀个⽤开关调节⽅式控制电能的变换电路，即DC-DC变换器来实现的。

DC-DC变换器的核⼼部件是⼀类由晶体⼆极管、储能器（或变压器）、电容及感应器组成的开关变换器，其输出电路通过由电容组成的低通滤波器对电流的整流，实现⾼压直流电的输出。

直流升压技术的不断更新与完善，很⼤程度上影响了DC-DC变换器拓扑的演化。

⾼功率密度、⾼效率、⾼性能、⾼可靠性以及低成本、⼩体积是DC-DC变换器的发展⽅向。

⽬前，直流升压技术已⼴泛应⽤于使⽤电池供电的便携设备中，⼤功率直流输电技术、光伏电站等领域，具有良好的应⽤前景。

⼆、升压电路的原理及分析直流升压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电路、升降压电路、复合电路等多种⽅式的变换电路。

按照电路的拓扑结构，主要分为隔离型和⾮隔离型电路。

2.1⾮隔离型电路⾮隔离型拓扑结构包括BUCK电路、BOOST电路、CUK电路、SEPIC电路等，其中BUCK电路是直流降压电路，⽽BOOST升压电路的应⽤最为⼴泛，也是后⾯两种电路的基础。

电动汽车充电机设计摘要：面对电动汽车的快速发展，大功率动力电池智能充电机以及充电算法的研究显得愈加重要。

本文研制了智能充电机系统，开发了恒流、恒压以及智能充电算法。

该智能充电机可以为电动汽车提供稳定可靠的能量转换，并将随着电动汽车的广泛使用不断发展。

关键词：电动汽车，智能充电机，微机控制Abstract: facing the rapid development of the electric car, high power battery intelligent charging machine and charging more important research of the algorithm. This paper developed a intelligent charging machine system, the constant development, the constant pressure and intelligent charging algorithm. The intelligent charging machine for electric cars can provide stable and reliable energy conversion, and with the widespread use of electric vehicle development.Keywords: electric cars, intelligent charging machine, computer control电动汽车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。

由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动汽车进入了发展高潮。

顺应当前国际科技发展的大趋势，将电动汽车作为中国进入21 世纪汽车工业的切人点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择，同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。

绪论 (1)第一章直流升压电路原理分析1.1 升压斩波电路 (2)1.2 控制电路 (3)1.3 保护电路 (4)第二章直流升压电路设计2.1 主电路设计 (6)2.2 控制电路设计 (8)2.3保护电路设计 (9)2.4 总原理图 (10)第三章直流升压电路的仿真3.1 PSIM仿真实验 (12)3.2 仿真实验结果及分析 (12)心得体会 (14)参考文献 (15)附录A (16)附录B (17)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。

随着电力电子技术的迅速发展，电力设备在许多行业有了广泛的应用。

所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电的任务。

但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC变换。

本文设计的是一个可调的高压开关脉冲电源，利用直流升压斩波电路的原理。

所谓直流斩波电路的功能就是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）。

直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。

PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。

随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点。

本设计中直流斩波电路的控制电路采用集成专用的PWM控制芯片UG3525为核心，控制电路输出占空比可调的矩形波。

第1章直流升压电路原理分析和方案选择直流升压电路包含3个部分：主电路（包含整流电路和升压斩波电路），控制电路，保护电路。

各部分电路作用都非常重要，缺一不可。

本设计的系统框图如图1-1所示。

辽宁工业大学电力电子技术课程设计<论文）电动车充电器设计36V/2A题目：院<系）：电气工程学院专业班级：电气112学号：110303070学生姓名：张巍指导教师：起止时间：2018-12-30至2018-1-10- 0 - / 20课程设计<论文）任务及评语I / 20摘要电动自行车作为一种轻便的交通工具时下已非常普遍，其普及程度大有超赶自行车的趋势，而充电器是电动自行车必不可少的配件，电动车充电器市场巨大。

该充电器基于电流模式的开关电源的原理设计，主电路采用单端反激式设计，控制电路以电流型集成控制器UC3842为核心，配合LM324光耦和TL431实现对蓄电池的充电控制。

目前市场上的充电器可分为两类：一类是以UC3842为核心驱动的单管变换器，另一类是以TL494为核心驱动的半桥型变换器。

TL494驱动的是半桥式连接的功率管，适用于较大功率；UC3842驱动的单管它激式功率管，适用于功率较小。

本文基于UC3842设计了一款反激式低成本的36Ｖ电动车充电器。

设计内容简介了相关芯片，给出了完整的实际设计电路详细分析了其设计及其工作原理，这其中包括主电路、工频整流电路、高频逆变-变压器-高频整流电路和显示部分的工作原理。

实践应用表明，该充电器性能优良，适应性较强，比同性能的充电器成本低，很有市场竞争力。

关键词：集成控制器；充电器；开关电源；单端反激式II / 20目录第1章绪论11.1电力电子技术简况11.2本文设计内容4第2章36V/2A电动车充电器电路设计52.1电动车充电器总体设计方案52.2具体电路设计52.2.1工频整流电路设计82.2.2高频逆变-变压器-高频整流电路设计102.3元器件型号选择11第3章课程设计总结14参考文献16III / 20章绪论第11.1电力电子技术简况顾名思义，可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件等）对电能进行变换和控制的技术。

题目1—直流/直流升压电路分析与设计电动汽车蓄电池充电器设计一、技术指标输入电压：12-24V，输出电压42V，输出电压纹波<200mV，负载电阻10Ω，开关频率50kHz。

二、设计要求1). 选择主电路的类型和相应的功率器件，并对功率器件进行设计；2). 设计电压单闭环反馈补偿器；3). 给出输出电压的仿真结果来验证你的设计：a)电阻由10Ω跳变到5Ω；b)输入电压由12V跳变到24V。

三、设计方案分析3.1、DC-DC升压变换器的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。

按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。

非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。

下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。

图1（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。

电路的工作原理是，当控制信号Vi为高电平时，开关管VT导通，能量从输入电源流入，储存于电感L中，由于VT导通时其饱和压降很小，所以二极管D反偏而截止，此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。

当控制信号Vi 为低电平时，开关管VT 截止，由于电感L 中的电流不能突变，它所产生的感应电势将阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管D 导通，此时存储在电感L 中的能量经二极管D 对滤波电容C 充电，同时提供给负载。

电路各点的工作波形如图1（b ）。

图1DC-DC 升压式变换器电路及工作波形3.2、DC-DC 升压变换器输入、输出电压的关系假定储能电感L 充电回路的电阻很小，即时间常数很大，当开关管VT 导通时，忽略管子的导通压降，通过电感L 的电流近似是线性增加的。

即：t L U I i I ⋅+=LV L ，其中ILV 是流过储能电感电流的最小值。

电力电子技术课程设计报告一种电动自行车蓄电池充电器的设计指导教师：学生：学号：20095099专业：自动化班级：2009 级 3 班设计日期：2011.12.26—2011.12.30重庆大学自动化学院2011年12月课程设计指导教师评定成绩表指导教师评定成绩：指导教师签名：年月日自动化学院2009级自动化专业电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的教学目的和任务电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，实现对电能的控制、变换和传输的科学，其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。

电力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。

因此，提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。

通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Intel网检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。

5、提高学生课程设计报告撰写水平。

二、课程设计的基本要求1. 教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目注意事项：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。

学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计，如开关电源、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，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（如输入技术数据，输出技术数据，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能）。

如：直流电动机调压调速可控整流电源设计主要技术数据输入交流电源：三相380V 10% f=50Hz直流输出电压：0~220V50~220V范围内，直流输出电流额定值100A直流输出电流连续的最小值为10A设计内容：整流电路的选择整流变压器额定参数的计算晶闸管电流、电压额定的选择平波电抗器电感值的计算保护电路的设计触发电路的设计画出完整的主电路原理图和控制电路原理图列出主电路和控制电路所用元器件的明细表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思维方式以及创造能力。

引言电力电子技术是以电力变换为主要研究内容的一门工程技术。

对电能进行变换和控制的目的是为了更方便，更有效的使用电能，使电能更好的为人们服务。

按照美国IEEE电力电子协会的定义，电力电子技术是有效地使用功率半导体器件，应用电路和控制理论以及分析开发工具，实现对电能高效的变换和控制的一门技术，包括电压，电流，频率，和波形等方面的变换。

高压直流输电是电力电子技术的一个重要应用领域，与其他应用技术相比，其实用化较早，电压与功率等级最高。

高压直流输电是指将发电场发出的交流电通过换流器转变为直流电，然后通过输电线路把直流电送入受电断，再把直流电转变为交流电供用户使用（逆变）。

因此相控整流及有源逆变是其理论基础与核心技术。

高压直流输电具有功率大，线路造价低，控制性能好等优点是目前解决高压电大容量，长距离输电和异步连网的重要手段。

随着全国联网、西电东送的步伐加快，可再生能源的开发利用, 为扩大直流输电技术的应用创造了良好的条件；而电力电子技术的进步和直流输电设备价格的下降，使HVDC 输电在未来的电力系统中将会更具竞争力。

高压直流输电具有明显的经济性。

直流输电采用两线制，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线路导线截面和电流密度相同的条件下，若不考虑趋肤效应，输送相同的电功率，输电线和绝缘材料可节省约1／3。

如果考虑到趋肤效应和各种损耗，输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线截面积的1.33倍。

因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半。

另外，线损小。

但是，直流输电系统中的换流站的造价和运行费用要比交流输电系统变电站的高，当输电距离增加到一定值后，直流输电线路所节省的费用刚好抵偿了换流站所增加的费用，此时这个输电距离即被称为交流输电与直流输电的等价距离高压直流输电可以实现额定频率不同(如50Hz、60Hz)的电网的互联，也可以实现额定频率相同但非同步运行的电网的互联。

采用高压直流输电易于实现地下或海底电缆输电。

新能源纯电动汽车直流充电设计介绍电动汽车充电系统是电动汽车的重要基础支撑系统，是实现电动汽车产业化和推广普及的关键条件，对电动汽车的产业发展具有重大影响。

电动公交车等大型车辆充电功率大，需设置集中的充电站，采用直流方式充电。

小轿车等社会车辆充电功率小，更适合分布式的交流充电模式。

电动汽车公共能源供给系统的建设需要根据电动汽车的充电需求，结合电力负荷的特点，在电动汽车不同的发展阶段采用不同的充电服务模式，规划充电基础设施布点，从而实现提尚电力设备综合利用效率，调节电网峰谷平衡，改善电网负荷特性，增加电能在终端能源消费比重的目标。

因此充电装置的功能，应引导并推动电动汽车当前电动汽车充电接口分为交流和直流两种，交流输入型电动汽车带有车载AC-DC变换器，只需釆用交流充电机，输出交流单相220v 或三相380V为电动汽车充电，其主要用于小型车辆（场馆车、观光车、小轿车等），直流输入型电动汽车采用直流充电机为电动汽车动力电池提供直流电压/电流，充电机需与车载能量管理系统进行通信，以获取电池信息和充电信息，此种充电方式主要针对大功率车辆（电动客车、电动工程车等）。

一、直流充电系统构成直流充电系统由_整流装置、直流输入控制装置、直流输出控制装置和直流充电管理装置组成。

其系统框图如图1所示。

图1各装置功能说明如下：(1)PWM整流装置:对输入的三相交流电进行整流，经滤波后，形成稳定的直流母线电压(650V》以提供给后级输出控制装置，为输出控制装置提供动力电源。

(2)直流输入控制装置（DCM):主要用于直流电能计量，直流供电控制、安全防护等。

(3)直流输出控制装置（PUM):主要用于与车载BMS(能量管理系统)通信，进行DC/DC功率变换，输出动力电池所需电压、电流。

(4)直流充电管理装置:用于人机交互和界面显示，实现身份识别、费用收取、票据打印、数据管理、控制输入控制装置供电等。

二、直流充电系统实现2.1PWM整流装置实现：流装置主电路如图2所示。