电力电子升降压变换器课程设计.docx

湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课程设计课题名称Buck-Boost变换器设计专业班级学号姓名指导教师2013 年月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电力电子技术课程设计课题Buck-Boost变换器设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013年月日任务完成日期2013年月日目录第一章概述 (6)第二章Buck-Boost变换器设计总体思路 (7)2.1电路总设计思路 (7)2.2电路设计原理与框图 (7)第三章Buck-Boost主电路设计 (8)3.1 Buck-Boost主电路基本工作原理 (8)3.2主电路保护（过电压保护） (10)3.3 Buck-boost变换器元件参数 (11)3.3.1 占空比 (11)3.3.2滤波电感L (11)3.3.3滤波电容 (11)3.4 Buck-Boost仿真电路及结果 (12)3.4.1 Buck-Boost变换器仿真模型 (12)3.4.2不同占空比 的仿真结果 (13)第四章控制和驱动电路模块 (17)4.1SG3525脉冲调制器控制电路 (17)4.1.1 SG3525简介 (17)4.1.2 SG3525内部结构和工作特性 (17)4.2SG3525构成控制电路单元电路图 (20)4.3驱动电路设计 (20)第五章总体与体会 (21)第六章参考文献 (22)第七章附录 (23)第一章概述自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。

随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。

近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。

第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。

与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。

目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。

电力电子技术课程设计班级学号姓名目录一．课程设计题目 (2)二．课程设计内容 (2)三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) .. 2 四．电路的设计过程 (3)五．各参数的计算 (3)六．仿真模型的建立，仿真参数的设置 (3)七．进行仿真实验，列举仿真结果 (4)八．对仿真结果的分析 (6)九．结论 (7)十．课程设计参考书 (7)一．课程设计题目Boost变换器研究二．课程设计内容1．主电路方案确定2．绘制电路原理图、分析理论波形3．器件额定参数的计算4．建立仿真模型并进行仿真实验6．电路性能分析输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形 )分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感 L 值很大，电容 C 值也很大。

当可控开关V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C 上的电压向负载R供电。

因C 值很大，基本保持输出电压u?为恒值，记为 U O。

设 V 处于通态的时间为ton ,此阶段电感L上积累的能量为EI1ton 。

当V处于断态时E和 L共同向电容 C 充电并向负载 R提供能量。

设 V 处于断态的时间为toff ,则在此期间电感 L 释放的能量为UEI1toff 。

当电路工作于稳态时，一个周期 T 中电感 L 积蓄的能量与释放的能量相等，即EI1tonUE I1toff化简得ton toff TU 0 Et off t off升压斩波电路原理及工作波形四．电路的设计过程1.直流电压源参数设置：直流电源电压为100V2.电容、电感、电阻参数设置：C 0.7 10 4 F , L 10mH , R 103.脉冲发生器模块的参数设置：振幅设置为 1V ，周期为 0.001s（即频率为500HZ），脉冲宽度为 20%五．各参数的计算1.占空比的计算占空比为 0.22.输出平均电压U 01E 125V 1六．仿真模型的建立，仿真参数的设置启动 MATLAB7.0 ，进入 simulink 后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型图，双击各模块，再出现的对话框里设置各参数。

电力电子技术课程设计班级：学号：姓名：一课程设计的目的与要求1. 进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性；2. 进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理；3. 掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数的计算方法；4. 培养对电力电子电路的性能分析的能力；5. 培养撰写研究设计报告的能力。

通过对一个电力电子电路的初步设计，巩固已学的电力电子技术课程的理论知识，提高综合应用能力，为今后从事电力电子装置的设计工作打下基础。

二、题目升压式DC/DC变换器设计及其傅立叶分析三课程设计的内容1. 主电路方案确定2. 绘制电路原理图、分析理论波形3. 器件额定参数的计算4. 建立仿真模型并进行仿真实验5. 电路性能分析：输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等四、仿真软件的使用1、MA TLABSimulink 是The MathWorks 公司的产品，可在MA TLAB 环境下建立系统框图和仿真的模块库，其功能非常强大，可用于电力电子系统的仿真，模块库中提供了大量的电力电子模型。

其具体使用方法和相关电力电子模型的建立、仿真等请参阅课程设计教材。

目录一、主电路方案的确定及其原理 (4)二、绘制电路原理图及分析理论波形 (4)三、器件额定参数的计算 (7)四、建立仿真模型并进行仿真实验 (8)五、电路性能分析：傅立叶分析 (11)六、小结 (14)七、参考文献 (14)一、主电路方案的确定及其原理在电源ＶＳ与负载之间串接一个通、断控制的开关器件，是不可能使负载获得高于电源电压ＶＳ的直流电压的。

为了获得高于电源电压ＶＳ的直流输出电压ＶＯ，一个简单而有效的办法是在变换器开关管前端插入一个电感Ｌ，如图（ａ）所示。

在开关管Ｔ关断时，利用图（ｃ）中电感线圈Ｌ在其电流减小时所产生的反电动势ｅＬ（在电感电流减小时，ｅＬ＝－ＬｄｉＬ／ｄｔ为正值）与电源电压ＶＳ串联相加送至负载，则负载就可获得高于电源电压ＶＳ的直流电压ＶＯ。

1 绪论选题的背景与意义近几年来，随着现代社会的不断进步，世界的经济将发生巨大变革，知识经济开始替代工业经济，这对世界经济的发展将有很大推动力。

随着神舟飞船的首次载人飞行，嫦娥饶月的的实现，中国的这些高科技技术的成功，让西方国家震惊不已，谁拥有电力电子这种先进的高薪科技产品，谁就掌握竞争的优势。

但是总体说来我国当前电力电子与电力传动技术的水平落后于国际先进水平，远远跟不上我国国民经济发展的需要，特别是还面临着国外产品严重冲击，因此，我们必需清醒地认识到这一挑战并且要勇敢地面对。

因此电力电子交流电路模拟仿真的研究已成为我国的研究热点之一。

电力电子电路最基本的拓扑形式，近年来一些新的电路拓扑形式如谐振型逆变电路、矩阵式变频电路等不断涌现。

人们也期待着通过对电力电子电路拓扑的不断研究，发现一些更新的拓扑形式，使电力电子装置性能更为优良。

电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。

电力电子技术的应用范围已无处不在在如交通系统和电力系统，此外，电力电子技术用于宇宙开发也正在引起人们的广泛关注。

在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

国内外电力电子技术的现状国外电力电子技术发展的状况自从半导体问世以来，经过几十年来的发展，电力电子技术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。

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。

电力电子技术发展的变换主要体现在器件上[2]，几十年来，以晶闸管为基础的可控硅整流装置使直流传动占据了传动领域的统治地位。

然而，晶闹管毕竟是一种半控型器件，只能导通，不能关断，被称为第一代半导体器件。

指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学自动化学院电力电子技术课程设计报告设计题目：DC-DC升降压变换器设计与仿真研究单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间： 2012年6月重庆邮电大学自动化学院制目录一．文献综述 (4)二．设计目的和意义 (4)三．设计原理 (4)3.1降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理 (4)3.2升压斩波电路（Boost Chopper）工作原理 (8)3.3升降压斩波电路工作原理 (10)3.4 Cuk斩波电路的工作原理 (11)四．升降压斩波电路仿真步骤和结果分析 (12)4.1升降压斩波电路仿真步骤 (12)4.2 不同占空比的仿真结果 (13)4.3仿真结果分析和结论 (15)五． Cuk斩波电路仿真步骤和结果分析 (16)5.1升降压斩波电路仿真步骤 (16)5.2 不同占空比的仿真结果 (16)5.3仿真结果分析和结论 (18)六．一种新型的升降压变换器的简单概述 (19)6.1 变换器拓扑结构 (19)6.2 工作模式的分析 (19)七．设计的心得体会 (20)八．参考文献 (21)摘要直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。

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。

应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck和Cuk电路进行了较详细的仿真分析。

本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路和Cuk斩波电路的工作原理，又用Matlab对升压-降压变换器和Cuk斩波电路进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。

电力电子技术课程设计题目：NE555驱动的BUCK降压电路二零二一年六月二十九号电力电子技术课程设计一.课程设计题目本次课程设计我们选择的题目是DC-DC大类的buck降压电路。

设计目标是使用buck电路将输入的直流电压进行降压处理，要求是使用简单的pwm波对三极管进行驱动，并通过改变其栅射电压的占空比大小，即脉冲宽度调制，来达到不同程度的降压效果。

二.电路拓扑主电路：驱动及控制电路：加入驱动及控制的电路：三.理论计算①ne555驱动控制电路占空比计算：TH=0.693∗(R1+R2)∗CTL=0.693∗R2∗CF(输出频率)=1.443/((R1+R2∗2)∗C)α(占空比)=TH/（TH+TL）②buck主电路理想输出电压：U o=t ont on+t offE=t onTE=αE③驱动条件计算irf场效应管属于小功率器件，易于驱动，驱动电流较小，往往只需100nA左右，开关频率为30khz-50khz左右，电压5到12v,符合驱动要求。

四.拓扑仿真主电路：ne555驱动及控制电路：总电路连接图：仿真：选定35khz,12v, α=0.6的pwm波对主电路进行驱动控制。

计算ne555电路参数：设置ne555参数：结果：理想输出电压:U o=αE=0.6*12=7.2v 实际输出电压：U o′=7.448v=0.034误差：∂=∆U oU o误差原因分析：观察ne555生成的pwm波形可知，频率提高后，方波的上下沿不够平整，导致占空比出现误差，可能偏大。

验证：信号发生器验证：我们用信号函数发生器产生一模一样的35khz,12v, α=0.6的pwm波验证结果：发现输出为7,2v左右，误差较小。

电感电压/电流(1Ω试测电阻)或者也可以用电流探针代替。

五.器件选型主电路：①肖特基二极管1N5824 具体参数如下：②irf3205场效应管③工字电感选取了感抗为0.23mH的可直插的工字电感。

电感阻值选取：计算公式：K IND=0.2，FSW=35KHzLMIN=0.23mH测量电感电压电流波形④铝电解电容器（直插）选取电容值为220uf的铝电解电容⑤1/4w金属膜电阻1%选取了10欧姆的输出负载⑥12v直流电源六.损耗计算①irf3205场效应管损耗计算通态损耗：P=d I2R导通=0.591w②肖特基二极管1N5824损耗计算通态损耗：P=dV F I F=0.6∗5∗0.34=1.02w L，on−stateb)动态损耗开通损耗：正向恢复时间：P on=0.5∗V f∗I f∗t fp∗f==0.5∗12.7∗6.83∗1.918∗35=2.91w 反向恢复时间：P off=0.5∗V rp∗I rp∗t rp∗f==0.5∗30∗5∗0.745∗35=1.95w③工字电感损耗计算P L=I2R L=1.57∗1.57∗0.9=2.21w ④负载电阻损耗计算P R=I2R=1.42∗1.42∗5=10.082w⑤电解电容损耗计算无功功率：Q=0.314∗C∗U∗U=0.004w⑥试测电阻p=I2R=1.45*1.45*1=2.1w 七.PCB原理图八.PCB设计与焊接pcb设计：排线布局的时候流出适当空间即可。

电力电子课程设计--升压式DC_DC变换器设计及其傅立叶分析电力电子技术课程设计班级：电气0902 学号：姓名：扬州大学能源与动力工程学院电气工程及其自动化专业二零一三年三月一课程设计的目的与要求1. 进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性；2. 进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理；3. 掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数的计算方法；4. 培养对电力电子电路的性能分析的能力；5. 培养撰写研究设计报告的能力。

通过对一个电力电子电路的初步设计，巩固已学的电力电子技术课程的理论知识，提高综合应用能力，为今后从事电力电子装置的设计工作打下基础。

二、题目升压式DC/DC变换器设计及其傅立叶分析三课程设计的内容1. 主电路方案确定2. 绘制电路原理图、分析理论波形3. 器件额定参数的计算4. 建立仿真模型并进行仿真实验5. 电路性能分析：输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等四、仿真软件的使用1、MATLABSimulink 是The MathWorks 公司的产品，可在MATLAB 环境下建立系统框图和仿真的模块库，其功能非常强大，可用于电力电子系统的仿真，模块库中提供了大量的电力电子模型。

其具体使用方法和相关电力电子模型的建立、仿真等请参阅课程设计教材。

目录一、主电路方案的确定及其原理 (4)二、绘制电路原理图及分析理论波形 (4)三、器件额定参数的计算 (7)四、建立仿真模型并进行仿真实验 (8)五、电路性能分析：傅立叶分析 (11)六、小结 (14)七、参考文献 (14)一、主电路方案的确定及其原理在电源ＶＳ与负载之间串接一个通、断控制的开关器件，是不可能使负载获得高于电源电压ＶＳ的直流电压的。

为了获得高于电源电压ＶＳ的直流输出电压ＶＯ，一个简单而有效的办法是在变换器开关管前端插入一个电感Ｌ，如图（ａ）所示。

在开关管Ｔ关断时，利用图（ｃ）中电感线圈Ｌ在其电流减小时所产生的反电动势ｅＬ（在电感电流减小时，ｅＬ＝－ＬｄｉＬ／ｄｔ为正值）与电源电压ＶＳ串联相加送至负载，则负载就可获得高于电源电压ＶＳ的直流电压ＶＯ。

升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景1、理解升压一降压式变换器的电路图，对电路中的元器件的作用有深刻的认识。

2、在对升压-降压(Boost-Buck)式变换器电路理论分析的基础上，建立基于Simlink 的升压一降压式变换器的仿真模型3、运用绝缘栅双极晶体管(IGBT) 对升压一降压进行控制，并对工作情况进行仿真分析与研究4、直流斩波是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压。

使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，面且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。

升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。

说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求，简述本设计的指导思想。

二、原理分析(设计理念)（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）升降压变换器、入出极性相反原理图, 当开关闭合时，此时电感由电压励磁，电感增加的磁通为：Vi;当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：V当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，可能Vi< VO，也可能Vi>VO当可控开关V出于通态时，电源经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为i1，同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。

此后，使V关断，电感1中贮存的能量向负载释放，电流为i2.稳定时, 一个周期T内电感L两端电压对时间的积分为零，当V处于通态时,U=E，说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。

包括：重点说明要实现的功能及其要求、系统的安全性、数据的完整性、应用的运行环境及其性能等要求。

三、过程论述（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）根据升降压变换器的原理可以利用Simulink内的模块建立仿真模型如下图所示重点说明设计是如何实现的，包括：对设计工作的详细表述。

要求层次分明、表达确切。

在“SimPowerSystems/Electrical Sources”库中选择“DC Voltage Source”直流电压源模块，在对话框中将直流电压设置为20V。

升压变压器的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握升压变压器的原理、构造及其工作过程。

2. 学会升压变压器的电路分析方法，能运用相关公式进行计算。

3. 掌握升压变压器的设计步骤和关键参数的选择。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计简单的升压变压器电路。

2. 能够运用仿真软件对升压变压器电路进行模拟，观察并分析实验结果。

3. 培养动手操作能力，完成升压变压器的组装和测试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学原理的积极性。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

3. 增强学生的环保意识，了解节能降耗的重要性。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，使学生通过设计升压变压器的过程，深入了解变压器的工作原理，提高分析问题和解决问题的能力。

同时，课程强调培养学生的动手实践能力和团队协作精神，使学生在学习过程中形成积极向上、勇于探索的情感态度。

通过具体的学习成果分解，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 变压器基本原理：讲解电磁感应定律，分析变压器的原理和构造，探讨理想变压器的特性。

教材章节：第二章第四节“变压器的原理与构造”2. 升压变压器电路分析：介绍升压变压器电路图，讲解电路分析方法，引导学生运用相关公式进行计算。

教材章节：第三章第二节“升压变压器电路分析”3. 升压变压器设计：讲解设计步骤，分析关键参数选择，指导学生进行实际操作。

教材章节：第四章第三节“升压变压器设计”4. 仿真实验：运用仿真软件进行升压变压器电路模拟，观察并分析实验结果。

教材章节：第五章第四节“仿真实验与分析”5. 动手实践：组织学生进行升压变压器的组装和测试，培养动手能力，巩固理论知识。

教材章节：第六章“实践操作”6. 节能与环保：介绍升压变压器在节能降耗中的应用，培养学生的环保意识。

教材章节：第七章第五节“节能与环保”教学内容按照以上大纲进行安排，确保课程的科学性和系统性。

DC升降压变换器的设计与仿真. 1介绍电力电子设备，也称为电力电子设备。

它主要研究各种电力电子器件和由这些电力电子器件构成的各种电路或器件，以完成电能的转换和控制。

在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。

通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。

斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。

DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路: 降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。

应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。

本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对其进行升压，主要研究各种电力电子器件以及由这些电力电子器件构成的各种电路或器件来完成电能的转换和控制。

在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。

通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。

斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。

DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路:降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。

应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。

本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对电压进行升压:当可控开关v处于导通状态时，电源e通过v向电感l供电以存储能量，电流为I1，方向如图1所示。

《电力电子技术》课程设计说明书直流升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：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2016 年 6 月电力电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程系专业：电气工程及其自动化指导教师姓名学生姓名课题名称直流升压降压斩波电路的设计与仿真一、技术指标及要求：1）直流输入电压 100V；设计内容及任务设计安排主要参考资料2）电阻负载； (R 取学号尾数 X10Ω)；3）控制电路频率 10KHZ ；4）输出电压纹波系数： 0.2%；5）仿真出占空比α分别为 0.1，0.2，0.5，0.8 的电感电压、电感电流、开关管电流、二极管电流和输出电压的波形。

起止日期设计内容2016 年 5 月 25 日确定设计方案2016 年 5 月 26 日计算相关数据2016 年 5 月 27 日至 2016 年 6 月 6 日Simulink仿真2016 年 6 月 7 日至 2016 年 6 月 23 日撰写课程设计说明书[1] 王兆安、刘进军．电力电子技术（第 5 版）．机械工业出版社， 2009[2] 康华光、陈大钦．电子技术基础模拟部分．高等教育出版社，2002[3]秋关源、罗先觉．电路（第 5 版）．高等教育出版社， 2006[4]周克宁 . 电力电子技术 . 北京：机械工业出版社， 2004.[5]黄家善 . 电力电子技术 . 北京：机械工业出版社， 2006[6]王维平 . 现代电力电子技术及应用 . 南京：东南大学出版社， 1999[7]张明勋主编 , 电力电子设备设计和应用手册 [M]. 北京 : 机械工业出版社.1992[8]丁道宏主编 , 电力电子技术 [M]. 北京 : 航空工业出版社 .1992[9]林渭勋主编 , 电力电子技术基础 [M]. 北京 : 机械工业出版社 .1990摘要电力电子技术飞速发展，电力电子技术已经成为自动化领域里一个重要部分，其核心就是利用弱电电路的设计思路，强大电路的器件来实现电路的各种需求。

升压降压电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解升压降压电路的基本原理和工作机制；2. 掌握升压降压电路中各个元件的作用和相互关系；3. 学会分析升压降压电路的性能特点和应用场景。

技能目标：1. 能够正确绘制升压降压电路图，并识别其中的关键元件；2. 能够运用相关公式和理论知识计算升压降压电路的主要参数；3. 能够通过实验操作，搭建简单的升压降压电路，并观察其工作状态。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生团队合作意识，学会在实验过程中相互交流、协作；3. 增强学生的环保意识，了解电子电路在实际应用中对环境的影响。

课程性质：本课程属于电子技术基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生处于初中年级，具备一定的物理知识和实验技能，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生通过实践发现和解决问题，提高学生的动手能力和创新思维。

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. 理论知识：- 介绍升压降压电路的基本原理，包括电压转换的物理过程；- 讲解升压电路和降压电路的区别与联系，分析其应用场景；- 深入解析升压降压电路中关键元件（如二极管、晶体管、电感、电容等）的作用和工作原理。

2. 实践操作：- 指导学生绘制升压降压电路图，认识并标记关键元件；- 安排实验，让学生动手搭建简单的升压降压电路，观察并记录实验数据；- 引导学生通过实验现象，分析电路性能，理解理论知识。

3. 教学大纲：- 第一课时：升压降压电路基本原理及元件介绍；- 第二课时：升压降压电路图绘制与分析；- 第三课时：实验操作，搭建升压降压电路，观察实验现象；- 第四课时：总结实验结果，讨论电路性能及改进方法。

教材章节关联：本教学内容与教材中“第二章 电子元器件及其应用”和“第三章 模拟电子电路”相关章节相呼应，为学生提供系统的升压降压电路知识体系。

升降压（Buck-Boost）变换器一、选题背景随着世界的需求与电力电子的发展,高频开关电源凭借其低功耗等优点，得到了在计算机、通信和航天等领域的广泛应用。

其中功率变换电路对组成开关电源起重要作用。

功率变换电路是开关电源的核心部分,针对整流以后不同的直流电压功率变换电路有很多种拓扑结构,比如：Buck变换器拓扑、Boost变换器拓扑、Buck/Boost变换器拓扑、正激（反激）变换器拓扑……Buck/Boost变换器作为其中重要的一种,在开关电源的设计中当然也得到了很好的应用。

本设计是对Buck/Boost变换器进行设计与仿真,并且将仿真得到的输入输出电压关系式与理论推导进行比较,从而验证其可行性。

二、原理分析(设计理念)。

当开关管V触发而导通时,输入电流电压全部加在储能电惑L的两端,感应电势极性为上正下负,二极管反向偏置截止,储能电感L将电能变为磁能储存起来。

电流从电源正端流过开关管和电感回到电源负端。

经过Ton时间后,开关管截止储能电感L电势极性由上正下负变为上负下正,二极管正向偏置导通,储能电感L储存的磁能经二极管向负载RL释放,同时向滤波电容C充电。

又经过Toff后,开关管导通,二极管截止,电感L充电,已充电的C向RL放电,从而保证了向负载的供电。

此后,重复上述过程。

三、过程论述。

首先建立升降压（Buck-Boost）变换器仿真模拟图PulseGenerator数据R,L,C以及电源数据四、结果分析降压数据及波形图升压数据及波形图五、课程设计总结。

在多次的实验中，我已经可以熟练使用MATLAB进行各种仿真实验，在学习的过程中，我也发现了自己仿真实验时存在的许多不足，但最后都通过各种方式得到解决。

开关电源课程设计降压型转换电路
课程设计要求降压型转换电路，可以选择使用开关电源，其中的降压型转换电路可以选择使用开关稳压器或者降压型开关电源电路。

以下是一种可能的课程设计方案：
1. 设计目标：实现输入电压Vin（通常为交流电）降压到特定
的输出电压Vout。

2. 选择合适的开关电源拓扑结构和控制方式。

常见的开关电源拓扑结构包括：Buck（降压型）, Boost（升压型）, Buck-Boost（反搏控制型）等。

根据要求，我们选择Buck拓扑结构来实现降压转换。

3. 电压变换原理：Buck拓扑结构通过周期性地将输入电压
Vin与电感和开关元件（MOSFET或BJT）进行开关控制，从
而实现输出电压Vout的降压。

4. 具体电路设计：根据输入输出电压要求，选择合适的元件参数（如电感、电容、开关元件等），以及控制开关元件的电路（如PWM调制器）。

可以使用理论计算、电路仿真软件以及
实际的元器件测试来设计和调试电路。

5. 安全设计考虑：在电路设计中，需要注意过压、过流、短路、过温等保护措施，以确保电路的安全性和稳定性。

6. 性能评估和测试：通过实际测试，评估电路的输出稳定性、
效率、负载调整能力等指标。

7. 设计报告和展示：整理设计过程、电路图、仿真结果和实际测试结果，撰写设计报告，并进行设计成果的展示与讲解。

总之，该课程设计的目标是实现降压型转换电路，设计过程需要考虑选择合适的开关电源拓扑结构、元件参数和控制方式，同时保证电路的安全性和稳定性。

最后会进行性能评估和测试，并进行设计报告和展示。

Boost Regulator Makes Low Profile SEPIC with Both Step-Up and Step-Down Capability – Design Note 317Keith SzolushaIntroductionAutomotive, distributed power and battery-powered applications often operate at a voltage that is derived from a widely variable bus voltage. Frequently the operating voltage falls somewhere in the middle of the bus voltage range, such as a 12V automotive operating voltage, from a 4V to 18V bus. These applications require a DC/DC converter that can step up or step down, depending on the voltage present on the bus. Flyback and SEPIC designs are commonly used single-switch solutions for this problem, but both of these solutions typically use a transformer which poses layout and height problems for applications where space is at a premium.One alternative to a transformer-based topology is to usetwo low profile inductors and a SEPIC coupling capacitorwhich transfers the energy between the two inductors much like the core of a transformer. The coupling capaci-tor provides a low impedance path for the inductor cur-rents to pass either from the input (primary) inductor through the catch diode and to the output, or from the output (secondary) inductor back through the switch to ground. Both inductors act continuously and indepen-dently, making their selection easier than selecting thetransformer for a flyback or a typical SEPIC circuit. Theinductors are not restricted to having the same inductanceand can be individually picked for peak currents andFigure 1. LT1961 in a 3V to 20V Input to 5V Output All Ceramic SEPIC (3mm Maximum Height)Figure 2. Efficiency of the Circuit in Figure 1C COUP 1µF 25V CATCH DIODE OUT µF C 2.2L1V LOAD CURRENT (mA)0E F F I C I E N C Y (%)6080100800DN317 F024020507090301004001000开关电源设计学习园地secondary sides of the circuit, and to maintain a voltage equal to the input voltage in order to provide good regulation and maximum output power. The current mode control topology of the LT1961 and the small 10µF ceramic output capacitor provide excellent transient response over the wide input voltage range.4V to 18V Input, 12V Output, 3mm Maximum Height SEPIC12V buses are often derived from sources with a wide input voltage range. For instance, automotive solutions can have steady-state operating voltages as high as 18V and as low as 4V for cold-crank conditions. Figure 4shows a simple, low cost and low profile (≤3mm) solution that avoids the high cost of using both a boost and buck converter and maintains 12V system power during cold-crank conditions.Efficiency, as shown in Figure 5, is typically greater than 75% and as high as 80%. This is better than average for 12V SEPICs and not much less than a similarly priced and sized 12V buck converter solution which is limited to greater than 14V input. Maximum load current increases with input voltage, as shown in Figure 6. 500mA load current is possible at 12V input and up to 600mA at 18V.The maximum switch current of the LT1961 is 1.5A and is the sum of the peak current in L1 and L2. Higher output voltage raises the current in the input inductor.C COUP1µF 25V CATCH DIODE OUT µF C 2.2L1V Figure 4. LT1961 in a 4V to 18V Input to 12V Output 3mm Maximum Height All Ceramic SEPICThe catch diode has a 40V reverse breakdown voltagerating in order to handle the voltage induced across it during the switch off-time which is equal to the output voltage plus the input voltage. The 35V maximum switch voltage rating of the LT1961 allows the input voltage to go up as high as 18V. With a DC voltage equal to the input voltage, the coupling capacitor raises the voltage at the switch node to a level equal to the input voltage plus the output voltage. Tiny voltage spiking present on the switch node of any switching converter requires a few volts of headroom between the maximum switch voltage rating and the sum of the input and output voltages. The switch-ing spikes are reduced to a minimum by keeping the high ∆I/∆t discontinuous current path (indicated in bold in Figures 1 and 4) as short as possible. The placement of the two power inductors is not crucial which makes it easier to create a power supply layout that fits confined spaces.LOAD CURRENT (mA)0E F F I C I E N C Y (%)204060100200300400DN317 F05500801001030507090600Figure 5. Efficiency of the Circuit in Figure 4INPUT VOLTAGE (V)20C U R R E N T (m A )20060080010006101220DN317 F06400481416181200ConclusionThe LT1961 fits into SEPIC solutions for applications with wide input voltage ranges. The solutions are small, simple and low profile. All ceramic capacitors and tiny compo-nents help keep power supply costs to a minimum. The 2-inductor SEPICs shown here eliminate the use of a tall transformer and offer layout flexibility to fit tight design constraints.Figure 6. The Peak Inductor Currents and Maximum Load Current of the Circuit in Figure 4。

电力电子技术课程设计专业：自动化设计题目：MC34063升压DC-DC变换电路班级：自0841学生姓名：学号：35指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院一、课程设计任务书1.课程设计项目1)升压DC-DC变换电路设计2)晶闸管光控电子开关电路设计3)晶闸管声控延时控灯电路设计4)晶闸管线性调光电路设计5)双向晶闸管楼道照明灯控制电路设计2.设计内容1)撰写方案设计2)硬件电路制作3)硬件电路调试4)撰写课程设计报告5)完成课程设计答辩3.设计要求1)课程设计项目中的五个题目由学生自选其中一个完成；2)课程设计项目的硬件电路设计、制作与调试由学生自行完成；3)设计结束学生应撰写课程设计报告一份，完成课程设计答辩；4)课程设计报告内容包括：课程设计题目；设计计划与方案论证；设计方案实现及硬件调试；课程设计总结。

5）课程设计报告的撰写格式应符合电力电子技术课程设计报告格式要求。

4、参考资料[1] 何希才、毛德柱编著. 新型半导体器件及其应用实例. 北京:电子工业出版社[2] 杨帮文编. 新型集成器件实用电路. 北京:电子工业出版社[3] 黄继昌主编. 电子元器件应用手册. 北京:人民邮电出版社[4] 曲学基，王增福，曲敬铠编著. 稳定电源电路设计手册. 北京:电子工业出版社5.设计进度（2011年6月27日至2011年7月8日）时间设计内容第1-2天查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算第3-8天硬件电路制作与调试第9-10天书写报告、答辩6.设计地点新实验楼315-检测实验室二、评语及成绩成绩：指导教师：电力电子技术课程设计报告目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)设计内容 (1)设计方案 (1)第二章方案实现及电器件简介 (2)2.1 MC34063 (2)2.1.1 MC34063概述 (2)2.1.2 MC34063升压原理 (4)2.1.3 MC34063外围元件标称含义及计算公式 (4)2.2 1N5819 (5)方案实现 (5)第三章硬件实现及调试 (7)硬件实现 (7)工具选择及测试方法 (8)第四章设计总结 (10)参考文献 (10)第一章课程设计内容与要求分析设计内容题目MC340563升压DC-DC变换电路设计2.设计要求1）五个题目任选一个，两人一组自行完成。