电力电子课程设计
- 格式:pdf
- 大小:507.24 KB
- 文档页数:13
电力电子类课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本原理,掌握各类电力电子器件的构造、工作原理及应用场合。
2. 掌握电力电子变换器的基本电路拓扑,了解其功能、性能及在实际应用中的优缺点。
3. 学会分析电力电子电路的静态和动态特性,能够对简单电路进行设计和计算。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电力电子问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够正确搭建和调试基本的电力电子实验电路。
3. 培养学生团队协作能力和沟通表达能力,能够就电力电子技术问题进行有效讨论。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力电子技术领域的兴趣,培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度,使其养成良好的学习习惯。
3. 增强学生的环保意识,认识到电力电子技术在节能减排方面的重要作用,培养其社会责任感。
课程性质:本课程为电力电子类课程的实践性教学环节,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生已具备一定的电力电子基础知识,对实际应用有较高的兴趣,动手实践能力较强。
教学要求:结合课本内容,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,充分调动学生的积极性,提高其分析和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 电力电子器件:包括二极管、晶体管、晶闸管、场效应晶体管等基本器件的原理、特性及应用。
2. 电力电子变换器:介绍升压、降压、逆变、斩波等基本变换器的工作原理、电路拓扑及控制方法。
3. 电力电子电路分析与设计:学习静态和动态分析方法,对简单电力电子电路进行设计和计算。
4. 电力电子技术应用:分析电力电子技术在电力系统、新能源、电力传动等领域的应用实例。
教学大纲安排如下:第一周:电力电子器件原理与特性第二周:电力电子器件的应用及选型第三周:电力电子变换器的工作原理及电路拓扑第四周:电力电子变换器的控制方法第五周:电力电子电路的静态分析第六周:电力电子电路的动态分析第七周:电力电子电路设计与计算第八周:电力电子技术应用及发展趋势教学内容与课本关联性:参照教材《电力电子技术》相关章节,结合课程目标,对教学内容进行选择和组织,确保科学性和系统性。
基于电力电子的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本原理和分类,理解不同器件的工作特点及应用场景。
2. 学习并掌握基本的电力电子变换电路原理,包括AC-DC、DC-AC、DC-DC 等变换技术。
3. 了解电力电子装置的控制策略,包括PWM调制原理及其在电力电子设备中的应用。
技能目标:1. 能够分析并设计简单的电力电子电路,进行电路仿真和实验操作。
2. 能够运用电力电子技术解决实际问题,如设计一个小型的电力调节器。
3. 能够通过实际操作,验证理论知识,并培养动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术领域的兴趣,激发探索精神和创新意识。
2. 强化学生的团队合作意识,通过小组讨论和项目实施,培养协作解决问题的能力。
3. 增强学生的环保意识,理解电力电子技术在节能减排中的重要作用,培养社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论讲授与实践操作相结合的方式,使学生在理解电力电子基础知识的同时,能够掌握一定的应用技能,并培养积极的情感态度价值观。
课程目标具体且可衡量,便于学生和教师明确课程预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类- 教材章节:第一章 电力电子器件- 内容:PN结、晶闸管、GTO、MOSFET、IGBT等器件的工作原理和特性。
2. 电力电子变换电路- 教材章节:第二章 电力电子变换技术- 内容:AC-DC、DC-AC、DC-DC变换电路的原理、电路结构及其应用。
3. 电力电子装置控制策略- 教材章节:第三章 电力电子装置的控制- 内容:PWM调制原理、调制方法及其在电力电子装置中的应用。
4. 电力电子技术应用案例分析- 教材章节:第四章 电力电子技术应用- 内容:电力调节器、逆变器、变频器等实际案例分析,探讨电力电子技术在实际工程中的应用。
5. 实践操作与电路仿真- 教材章节:第五章 实践操作与电路仿真- 内容:结合Multisim、LTspice等软件进行电路仿真,动手搭建和调试简单电力电子电路。
电力电子 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力电子器件的基本原理、分类及其在电路中的应用;2. 使学生了解电力电子变换器的工作原理,掌握常见电力电子变换器的电路拓扑及控制方法;3. 引导学生理解电力电子技术在能源转换、电力系统中的应用及发展趋势。
技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识分析、设计和搭建简单的电力电子电路;2. 提高学生运用电力电子器件和变换器解决实际问题的能力;3. 培养学生运用电力电子技术进行能源转换和电力系统优化的技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术产生兴趣,激发学生学习积极性;2. 培养学生具备团队协作、沟通交流的能力,增强合作意识;3. 使学生认识到电力电子技术在节能减排、可持续发展中的重要性,树立环保意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在让学生在掌握电力电子基础知识的基础上,提高实际应用能力,培养学生解决实际问题的综合素质。
通过本课程的学习,学生能够具备以下具体学习成果:1. 能够列举并解释常见电力电子器件的原理和特点;2. 能够绘制并分析常见电力电子变换器的电路图;3. 能够运用电力电子技术进行实际案例分析,提出优化方案;4. 能够关注电力电子技术的发展趋势,认识到其在节能环保领域的作用。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材,科学系统地组织以下内容:1. 电力电子器件:-PN结、晶体管、晶闸管等基本原理和特性;-电力MOSFET、IGBT等现代电力电子器件的结构和特点。
2. 电力电子变换器:-AC-DC、DC-AC、DC-DC等变换器的工作原理及分类;-常见电力电子变换器电路拓扑及其控制方法。
3. 电力电子技术应用:-电力电子技术在电力系统、新能源发电、电动汽车等领域的应用案例;-电力电子器件和变换器在节能、环保等方面的作用。
教学大纲安排如下:第一周:电力电子器件的基本原理和特性;第二周:现代电力电子器件的结构和特点;第三周:AC-DC、DC-AC变换器工作原理及电路拓扑;第四周:DC-DC变换器及控制方法;第五周:电力电子技术应用及案例分析;第六周:电力电子技术在节能环保领域的贡献及发展趋势。
电力电子技术的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本工作原理,如二极管、晶体管、晶闸管等;2. 了解电力电子电路的基本类型,如整流电路、斩波电路、逆变电路等;3. 学会分析简单电力电子电路的性能、特点及应用场合;4. 掌握电力电子设备在实际应用中的参数计算和选型方法。
技能目标:1. 能够正确使用实验设备搭建简单的电力电子电路;2. 学会运用电路分析方法,对电力电子电路进行性能分析和故障排查;3. 能够根据实际需求设计简单的电力电子系统,并进行参数计算和选型。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力;3. 培养学生严谨的科学态度,树立工程伦理观念。
课程性质:本课程为电力电子技术的基础课程,旨在使学生掌握电力电子器件、电路及其应用,培养实际操作能力和工程素养。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的学习能力和动手能力,但对电力电子技术尚处于入门阶段。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践和实际应用,提高学生的综合能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件:介绍二极管、晶体管、晶闸管等基本器件的结构、工作原理及特性,重点讲解其在电力电子电路中的应用。
教材章节:第一章至第三章内容安排:2学时2. 电力电子电路:讲解整流电路、斩波电路、逆变电路等基本电路的类型、工作原理及性能特点。
教材章节:第四章至第六章内容安排:4学时3. 电力电子电路分析:教授电路分析方法,如平均值法、等效电路法等,分析典型电力电子电路的性能和应用。
教材章节:第七章内容安排:3学时4. 电力电子设备设计:介绍参数计算和选型方法,结合实际案例进行设备设计。
教材章节:第八章内容安排:3学时5. 实践操作:安排学生进行电力电子电路搭建、性能测试和故障排查,提高动手能力。
电力电子的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本原理和分类,掌握其工作特性和应用范围。
2. 学习电力电子变换器的基本电路拓扑,理解其工作原理和转换过程。
3. 掌握电力电子器件的驱动与保护方法,了解其在实际电路中的应用。
技能目标:1. 能够运用电力电子器件设计简单的电力变换电路,并进行仿真分析。
2. 学会使用相关软件工具对电力电子电路进行性能评估和故障诊断。
3. 培养动手实践能力,能搭建简单的电力电子实验装置,并进行调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的好奇心和探索精神,激发学习兴趣。
2. 增强学生的团队合作意识,培养在小组讨论和实验中积极沟通、协作的能力。
3. 培养学生的节能环保意识,理解电力电子技术在节能减排中的重要作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在使学生在掌握电力电子基础知识的同时,提高实践操作能力,培养创新思维和团队协作精神。
通过具体的学习成果分解,教师可进行针对性的教学设计和评估,确保课程目标的实现。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开:1. 电力电子器件:- 基本原理与分类:讲解电力电子器件的工作原理,如晶闸管、IGBT等,并介绍各类器件的应用范围。
- 工作特性:分析电力电子器件的主要参数,如静态特性、动态特性等。
2. 电力电子变换器:- 基本电路拓扑:介绍常用的电力电子变换器拓扑结构,如AC-DC、DC-AC、DC-DC等,并分析其工作原理。
- 转换过程:讲解不同变换器的工作过程,包括能量转换、电压电流波形等。
3. 器件驱动与保护:- 驱动方法:介绍电力电子器件的驱动技术,如光耦隔离驱动、磁隔离驱动等。
- 保护方法:分析器件保护措施,如过压保护、过流保护等。
教学内容安排与进度:1. 第一周:电力电子器件基本原理与分类,工作特性分析。
2. 第二周:电力电子变换器基本电路拓扑,工作原理讲解。
3. 第三周:器件驱动与保护方法,实际应用案例分析。
电力电子方向课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本工作原理,掌握其特性参数及应用场合;2. 掌握基本的电力电子变换电路,如整流、逆变、斩波和调压电路;3. 了解电力电子装置的设计原则和调试方法;4. 掌握电力电子装置在能源转换、电力系统和电力调节中的应用。
技能目标:1. 能够运用所学知识分析和设计简单的电力电子电路;2. 能够利用仿真软件对电力电子电路进行仿真测试,验证设计方案的可行性;3. 能够根据实际需求,选择合适的电力电子器件和变换电路,进行系统集成;4. 能够通过实际操作,对电力电子装置进行调试和故障排查。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣,激发其创新意识和探索精神;2. 增强学生的团队合作意识,使其在项目实施过程中学会相互协作、共同解决问题;3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养,注重实践操作的安全性和环保意识;4. 引导学生关注电力电子技术在新能源、节能减排等领域的应用,提高其社会责任感。
课程性质:本课程为电力电子方向的实践性课程,注重理论知识与实际应用的学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求:结合课本内容,以实际项目为载体,注重培养学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,分解课程目标为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 电力电子器件原理与特性:包括半导体器件的工作原理、电力电子器件的分类及特性参数,重点介绍晶闸管、IGBT等常用器件。
相关教材章节:第一章《电力电子器件》2. 电力电子变换电路:讲解整流、逆变、斩波和调压电路的工作原理、电路拓扑及控制策略。
相关教材章节:第二章《电力电子变换技术》3. 电力电子装置设计:介绍电力电子装置的设计原则、电路设计方法、器件选型和系统调试。
相关教材章节:第三章《电力电子装置设计》4. 电力电子技术应用:分析电力电子技术在新能源、电力系统和电力调节等领域的应用案例。
电力电子技术课程设计范例电力电子技术课程设计是电气工程专业的一门重点课程,该课程设计主要涉及到电力电子变流器的设计、控制和应用。
此外,该课程还包括功率半导体器件的选型、电路设计、控制系统设计以及电磁兼容等方面的内容。
本文主要介绍一种电力电子技术课程设计的范例,以期为电力电子技术课程设计的读者提供一些参考和借鉴。
1. 课程设计目标电力电子技术课程设计的主要目标是培养学生的电气设计能力、模拟仿真能力、实验操作能力和团队合作意识,以及使学生掌握电力电子变流器的设计和控制技术。
2. 课程设计主题设计具有稳定输出电压的电力电子变流器。
具体包括:(1)设计一个交流输入、直流输出的电力电子变流器。
(2)根据实际需要选择并计算所需的功率半导体装置。
(3)设计适当的电路保护和故障检测系统。
(4)编写控制程序实现变流器的开关控制。
(5)进行电路仿真和实验验证。
其中,电力电子变流器可以采用全桥式、半桥式、双向直流-直流变换器等常用拓扑结构。
3. 课程设计步骤(1)确定项目的范围和目标。
明确所需完成的技术任务和各个环节的时间计划,提前预估和解决可能遇到的技术问题。
(2)收集相关的技术资料。
包括相关电路设计资料和器件规格书等。
(3)根据设计需求进行选型计算,选择满足要求的元器件。
(4)进行电路仿真验证。
采用MATLAB/Simulink软件搭建电路模型,对所设计的电路进行仿真,进一步验证电路的性能和可靠性。
(5)设计控制系统。
采用单片机或FPGA等控制芯片,编写控制程序实现变流器的开关控制,并对控制程序进行仿真和验证。
(6)进行实验验证。
制作样品电路,进行实际测试和验证。
实验过程中,需要注意电路稳定性和安全性,防止短路等电路故障。
(7)编写课程设计报告。
对整个设计过程进行总结和评估,包括设计思路、设计过程、实验结果等方面内容。
4. 课程设计评分电力电子技术课程设计评分主要包括以下几个方面:(1)方案设计(20分)。
设计方案的完备性、实现难度、适用性和创新性等方面考虑。
电力电子技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电力电子技术的基本概念、原理和应用,培养学生分析和解决电力电子技术问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:–了解电力电子技术的基本原理和特性;–掌握电力电子器件的工作原理和选用方法;–熟悉电力电子电路的分析和设计方法。
2.技能目标:–能够分析简单的电力电子电路;–能够选用合适的电力电子器件进行电路设计;–能够进行电力电子设备的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识和团队合作精神;–增强学生对电力电子技术领域的兴趣和自信心;–培养学生对电力电子技术应用的的责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子技术的基本原理、电力电子器件、电力电子电路的分析与设计以及电力电子技术的应用。
具体安排如下:1.电力电子技术的基本原理:–电力电子器件的工作原理;–电力电子电路的特性与分类。
2.电力电子器件:–晶闸管及其驱动电路;–整流器、逆变器及其控制电路。
3.电力电子电路的分析与设计:–电力电子电路的基本分析方法;–电力电子电路的设计原则与步骤。
4.电力电子技术的应用:–电力电子设备的功能与结构;–电力电子技术的应用领域。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括:1.讲授法:通过教师的讲解,让学生掌握电力电子技术的基本概念和原理;2.讨论法:通过小组讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力;3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解电力电子技术的应用;4.实验法:通过实验操作,让学生熟悉电力电子器件和电路的工作原理。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材选用《电力电子技术》一书,参考书包括《电力电子器件》和《电力电子电路设计》。
多媒体资料包括教学PPT、视频动画等。
实验设备包括晶闸管、整流器、逆变器等实验装置。
这些资源能够支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。
电力电子毕业课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电力电子技术的基本原理,掌握常见电力电子器件的工作原理及应用。
2. 学生能掌握电力电子装置的设计方法,包括器件选型、参数计算和电路搭建。
3. 学生了解电力电子技术在新能源、电力系统和工业控制中的应用。
技能目标:1. 学生具备分析和解决实际电力电子工程问题的能力,能运用所学知识进行电路设计与调试。
2. 学生能运用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)进行电力电子电路的仿真分析,提高实际操作能力。
3. 学生具备查阅相关技术文献、资料的能力,提高自学能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电力电子技术的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 学生能够关注电力电子技术的发展趋势,认识到其在国家能源战略和节能减排中的重要性。
3. 学生在课程实践中,培养严谨、负责的工作态度,提高沟通与协作能力。
本课程针对电力电子专业毕业生,结合学生特点和教学要求,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和工程素养。
通过课程学习,使学生具备电力电子技术的基本知识和技能,为未来的职业发展打下坚实基础。
同时,培养学生对电力电子技术的兴趣和责任感,为我国电力电子行业的发展贡献力量。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及特性:包括二极管、晶体管、晶闸管、场效应晶体管等常见器件的工作原理、特性参数和应用领域。
教材章节:第1章 电力电子器件2. 电力电子变换电路:介绍AC-DC、DC-AC、DC-DC等基本电力电子变换电路的原理、拓扑结构及其应用。
教材章节:第2章 电力电子变换电路3. 电力电子装置设计:讲解装置设计方法、步骤,包括器件选型、参数计算、电路搭建等。
教材章节:第3章 电力电子装置设计4. 电力电子电路仿真:运用PSPICE、MATLAB等软件进行电力电子电路的仿真分析,提高学生实际操作能力。
教材章节:第4章 电力电子电路仿真5. 电力电子技术在新能源、电力系统和工业控制中的应用:分析各类应用实例,让学生了解电力电子技术的实际应用。
大学生电力电子课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本工作原理及其在电力转换中的应用;2. 掌握电力电子电路的拓扑结构及其转换控制方法;3. 掌握电力电子器件的选择、电力电路的设计及系统性能分析;4. 了解电力电子技术在新能源领域的应用及其发展趋势。
技能目标:1. 能够运用所学知识进行电力电子器件的选型和电力电路的设计;2. 能够分析并解决电力电子电路在实际应用中遇到的问题;3. 能够运用仿真软件对电力电子电路进行仿真分析,提高实际操作能力;4. 能够通过小组合作,完成电力电子课程设计项目,提高团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱专业、严谨治学的态度,增强其对电力电子技术的兴趣;2. 培养学生独立思考、敢于创新的精神,提高解决实际问题的能力;3. 增强学生的环保意识,使其认识到电力电子技术在节能减排方面的重要性;4. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力。
本课程针对大学生电力电子课程设计,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确了具体、可衡量的课程目标。
通过本课程的学习,旨在使学生在掌握电力电子技术基础知识的基础上,提高实际操作能力和团队协作能力,培养具有创新精神和环保意识的高级专业人才。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及其特性- 硅控整流器件、晶体管、场效应晶体管等基本电力电子器件的工作原理和特性;- 教材第1章、第2章内容。
2. 电力电子电路拓扑结构- 单相、三相可控整流电路,逆变电路,直流-直流转换电路等拓扑结构;- 教材第3章内容。
3. 电力电子电路的控制技术- 脉冲宽度调制(PWM)技术;- 教材第4章内容。
4. 电力电子器件的选型和电路设计- 依据实际应用需求,选择合适的电力电子器件;- 教材第5章内容。
5. 电力电子技术在新能源领域的应用- 风能、太阳能发电系统中的电力电子技术;- 教材第6章内容。
6. 电力电子电路仿真分析- 使用相关仿真软件进行电力电子电路的仿真分析;- 教材第7章内容。
烟台南山学院电力电子课程设计The Design Of Power Electronic Course课题名称: 单相交流调压电路学 院: 自动化工程学院班 级: 07自动化本科1班姓 名: 朱代山学 号: 20077900542009年5月4日至2009年5月18日共2周 指导老师:李训杰中文摘要电力电子技术是以电能变换为控制对象的电子技术,是弱电与强电的桥梁,他的主要任务是对电能进行控制和变换。
由于电力电子技术迅速发展,应用领域在不断扩大,电力电子技术变得越来越重要。
此次我所做的是对单相交流调压电路(Single-phase AC voltage regulator circuit) 的设计,此设计主要由主电路、触发电路及保护电路组成。
通过对单相交流调压电路的设计,可以加深对调压电路电路知识的运用及理解,同时还可以对其引起触发的触发电路及保护电路的一些知识进行综合运用。
限于,设计者的学识有限,缺点错误在所难免,殷切希望老师、同学给予批评、指正。
英文摘要The electric power Electronics Technology is the target for the control of power conversion electronics technology, is weak and the strong power of the bridge, his main task is to control and transform energy. Due to the rapid development of power electronics technology, expanding applications, power electronic technology is becoming increasingly important.I did this is a single-phase AC voltage regulator circuit design, this design by the main circuit, trigger circuit and protection circuit. Of single-phase AC voltage regulator circuit is designed to deepen knowledge of the voltage regulator circuit of the use of circuit and understanding, but also its cause and the trigger circuit to trigger the protection circuit of the integrated use of some knowledge.Limited to, the designer limited knowledge, shortcomings and mistakes is inevitable, earnestly hope that teachers and students to give criticism, correction.目 录一、单相交流调压电路设计任务书 (1)二、单相交流调压电路设计说明书(正文) (2)1、主电路工作原理、电路图及波形图 (2)(1)工作原理 (2)(2)电路图、波形图 (2)(3)主要参数计算 (2)2、触发电路 (3)(1)以KJ004为主的典型触发电路的应用及说明 (3)(2)对KJ004整体说明及各引脚的功能介绍 (4)(3)KJ004典型电路正常工作时有关引脚的输出波形图 (4)(4)KJ004典型电路的说明 (4)(5)KJ004的规格及有关参数 (4)(6)KJ004的理图及有关由其触发的电路的相关参数计算 (4)3、保护电路 (7)(1)过电压保护 (7)(2)过电流保护 (7)(3)缓冲电路 (7)4、最终电路 (8)(1)最终电路总图 (8)(2)相关计算 (9)(3)晶闸管的选择 (9)三、心得体会与致谢 (9)四、参考文献 (9)五、附录 (10)(1)触发电路的组成流线图 (10)(2)同步信号为锯齿波的触发电路原理图 (10)一:单相交流调压电路设计任务书烟台南山学院课程设计任务书自动化工程学院 自动化专业 07自动化本科1班 朱代山 课程设计题目:单相交流调压电路完成期限:从2009年5月4日起到2009年5月18日1、设计任务、指标内容及要求:(1)输入电压:单相交流220V,50Hz;(2)输出功率:0.5Kw;(3)用集成电路电路组成控制电路;(4)负载性质:电阻;(5)对电路进行设计、计算与说明;(6)计算所用元器件型号参数。
2、设计目的:(1)了解掌握单相调压电路的工作原理及所对应的波形分析图(2)了解所用集成触发器各引脚的功能及部分内部原理图(3)对电路所设计的参数进行明确与计算(4)学会查阅资料进行课程的设计(5)学会对设计结果整体评估(6)确定主体方案,绘制最后电路图及分析最后电路图,进一步优化完成设计3、此设计的大体分析:此单相交流调压电路由主电路、触发电路及保护电路组成。
触发电路有集成触发器组成,其中的保护电路主要是对主电路晶闸管的过流及过压保护,还有就是明确在器件选择及触发电路所涉及的控制电压与移向角对应的一系列的参数计算问题,最后组成详细的电路图。
4、设计分析草图:二:单相交流调压电路设计说明书(正文)一、主电路工作原理、电路图及波形图1、工作原理:在交流电压的正半周和负半周,分别对VT 1和VT 2的开通角α起始时刻(α=0)均为电压过零点时刻。
在稳态情况下,应使正负半周的α相等。
可以看出,负载电压波形是电源电压波形的一部分,负载电流(也即电源电流)和负载电压的波形相同。
(此设计要求负载为电阻负载)1U 2、电路图及对应波形图如图:3、主要参数计算:上述电路在开通角为α时,负载电压有效值U 0、负载电流有效值I 0、晶闸管有效值I VT和电路的功率因数λ分别为∫παωωπ)()sin 2(121t d t U U 0= = U 1παπαπ−+2sin 21R U 0= 0I∫παϖϖπ)(sin 2(11t d R t U R U 20)22sin 1(211παπα+−R U p = = 0U 0I =VT I = 由波形图可以看出,α角的移相范围是0~π。
α= 0时,相当于晶闸管一直导通,输出电压为最大值,=。
随着α的增大,逐渐降低;直到α=π时,= 0。
0U 0U 1U 0U二、触发电路触发电路主要是用来触发晶闸管的导通来实现主电路正常工作的,由于此设计要求用集成触发器实现,故通过选取,我选择KJ004集成触发电路来实现,以下是对以KJ004为主的触发电路的分析说明:1、以KJ004为主的典型触发电路的应用及说明:2、对KJ004整体说明及各引脚的功能介绍:KJ004可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。
KJ004器件输出两路相差180度的移项脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。
该电路具有输出负载能力大,移项性好,正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。
各引脚功能及连接:10引脚:为空脚。
○2、○6、○15同相、反相脉冲输出端:分别接脉冲功放晶体管及脉冲变压器。
○1、○○3为锯齿波电容连接端:通过电容接引脚○4,并通过一个电阻与可调电位器接负电源,可调节锯齿波的斜率。
○4同步锯齿波电压输出端:通过一个电阻接一想综合端(引脚○9)。
○5工作负电源输入端:接 -15V电源。
○7地端:芯片公共地。
○8同步电源信号输入端:接同步变压器二次侧,同步电压30V。
○9移相、偏置及同步信号综合端:分别通过一个等值电阻接移相控制端、偏置控制端及引脚○4。
○11方波脉冲输出端:通过一只电容接脚○12,电容的大小决定了输出脉冲的宽度。
○12脉冲信号输入端:通过一只电容接脚○11,另通过一个电阻接正电源。
○13负脉冲调制及封锁控制端:通过该端输入信号的不同,可对负输出脉冲进行调制或封锁。
○16工作正电源输入端:接+15V电源。
3、KJ004典型电路正常工作时有关引脚的输出波形图如右4、KJ004典型电路的说明该电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电压、移电压综合比较放大电路和功相率放大电路四部分组成。
电路原理如图:锯齿波的斜率决定于外接电阻R 6、RP 1,流出的充电电流和积分电容C 1的数值。
对不同的移项控制Vc,只有改变R 1、R 2的比例,调节相应的偏移 Vb。
同时调整锯齿波斜率电位器RP1,可以使不同的移相控制电压获得整个范围。
触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大。
R 7和C 2形成微分电路,改变R 7和C 2的值,可获得不同的脉宽输出。
KJ004的同步电压为任意值。
同步串联电阻R 4的选择按下式计算:R 4=(同步电压/2~3)X1000Ω5、KJ004的规格及有关参数:电源电压:直流+15V、-15V,允许波动±5%(±10%时功能正常)。
电源电流:正电流≤15mA,负电源≤10Ma。
同步电压:任意值。
同步输入端允许最大同步电流:6mA(有效值)。
移相范围≥170°(同步电压30V,同步输入电阻15KΩ)。
锯齿波幅度≥10V(幅度以锯齿波平顶为准)。
输出脉冲:(1)宽度:400μs~2ms(通过改变脉宽阻容元件达到)。
(2)幅度:≥13V。
(3)KJ004最大输出能力100mA(流出脉冲电流)。
(4)输出管反压:BVCEO≥18V(测试条件Ie≤100μA)。
正负半周脉冲相位不均衡≤±3°。
使用环境温度为四级:C:0~70℃ R:-55~85℃ E: -40~85℃ M:-55~125℃6、KJ004的理图及有关由其触发的电路的相关参数计算相关计算:设在此电路中设由KJ004引起的主电路的移相角的范围为0~π,则在这里主要研究锯齿波的形成和脉冲移相环节。
可知在整个触发电路中初相为0,即放到KJ004的典型应用电路中意味着U +U +U =0,显然由其内部原理图可知在典型应用电路中U 为移相控制端,U 为移相偏置端,U 为锯齿波输出端。
设开始时移相控制端电压U C =0,即让控制端电压从0开始变化升高至U ,使触发角在0~π内变化,实现触发导通。
要确定偏置电压U ,首先要确定在0~π内变化时的U 值,此时U =C A B C B A 1C B 11C 11C dt I c ∫11C I =t ……○1 a a 6115R RP V +1C I ≈在○1式中C 1取经验值0.47μF ,显然t = 2T(T=0.02S ),此时,R 取经验值30K Ω,RP 1一般的调节范围为6.8 K Ω(至于其求法这里不再赘述),在其RP1调节范围内可适当取一值,于是可求;故此时形成的锯齿波的斜率可求,设此时斜率为K (已求出),同时U 的值求出,此时由KJ004内部原理图,易知U = U ,可求出U = - U (偏置电压),通过调节R 2及其对应的电阻器RP B ,可实现U 的值,这里R 2一般取经验值15K Ω,其对应的电阻器的电阻由基尓霍夫定律也容易求得,此时初相调节好了!电阻器RP 1及移相电阻器RP B 就不再动了,此时U 、U 、U 对应的波形图如下:61C I a a A A B B C A B然后在电阻R 1、R 2、R 3电阻的协调作用下使得最后的U 1、U 2、U 3叠加:其中U 1、U 2、U 3计算及叠加方法如下:设此时U 、U 、U 对应的调节电阻分别为:R A 、R B 、R C 则:R C = R 1+RP A ;R B = R 2+RP B ;R A = R 3;设U 3为单独作用时的电压,则U 3 = U C A B )//(//B C A B C R R R R R +A 可见U 3仍为一锯齿波,但斜率比K 小,设其斜率为K 1;同理的得偏移电压单独作用○9脚时电压U 2为:U 2 = U )//(//A C B A C R R R R R +B 可见U 2仍是一条与U 平行的直线,但绝对值要较小;移相控制端U C 单独作用时的电压U 1= U B )//(//A B C A B R R R R R +C可见U 3仍是一条与U C 平行的直线,但绝对值要较小。