电力电子装置课程设计AC-DC-DC电源
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握电力电子装置的基本原理、组成结构、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习,使学生能够:1.知识目标:了解电力电子器件的类型、特性及工作原理;掌握电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标;熟悉电力电子装置在各领域的应用。
2.技能目标:能够分析电力电子装置的电路结构,进行简单的电路设计;具备电力电子装置的调试、维护和故障排除能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电力电子技术的兴趣,认识其在现代社会中的重要性,树立正确的技术观念和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电力电子器件:介绍晶闸管、GTO、IGBT等常用电力电子器件的结构、特性和应用。
2.电力电子装置:详细讲解电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标,包括直流电动机调速系统、变频器、电力电子变压器等。
3.应用领域:介绍电力电子装置在工业、交通、家庭等领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过讲解电力电子器件的原理、特性及应用,使学生掌握基本知识。
2.讨论法:学生针对电力电子装置的实际案例进行讨论,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:分析电力电子装置在实际应用中的典型病例,培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手进行电力电子装置的搭建和调试,增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《电力电子装置原理与应用》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,供学生拓展阅读。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,丰富教学手段。
4.实验设备:提供电力电子装置实验所需的设备,包括电源、负载、控制器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,记录学生的表现,占总评的30%。
AC-DC-DC电源(100V)设计
仿真后 、 、 的示波器波形如图3-2:
图3-2交流侧不串接电感的波形图
图3-2示波器图形从上到下依次为交流侧A向电流 、整流桥输出电流 、负载R的电压 和电流 ,从示波器的图形中发现交流侧的A相电流 和整流输出电流 波形前沿陡峭,电流不连续,瞬时冲击电流的强度很大,达到几百安培,很容易对电力电子器件和电路的稳定工作造成冲击,使电子器件损坏、击穿或者是造成电路无法稳定运行,但是三相整流后输出的电压 的波形为周期性的锯齿波,整流输出电压的平均值和理论值 = 2.45 接近一致,电压电流的纹波系数小于0.03 ,能为Buck斩波电流提供很好的直流电源。但锯齿波的电压电流不如正弦波,含有较多的谐波分量,实际应用中对公用电网会产生危害和可能造成电力电子装置的噪声、过热等情况。
4.3
从图4-2至4-3中可看出,开环系统运行稳定后的纹波电压约为1.5V,纹波系数为0.5%;电流稳定后的纹波约为0.015A,纹波系数为0.45%。
从图4-5至4-6中可看出,闭环系统运行稳定后的纹波电压约为0.4V,纹波系数为0.13%;电流稳定后的纹波约为0.002A,纹波系数为0.06%。
3.1.3
为了避免交流侧的冲击电流,在电源侧串接电感,三相整流桥电路结构如图3-3所示:
图3-3交流侧串接电感的三相整流电路图
3.1.4
仿真后 、 、 的示波器波形如图3-4所示
图3-4交流侧串接电感的波形图
交流侧三相输入串联上适当大小的电感后,从示波器的图形中发现交流侧的A相电流 和整流输出电流 波形较为平缓,电流保持连续,没有出现瞬时冲击电流,并且电流的峰值在10A左右,不会对电力电子器件和电路的稳定工作造成较大冲击,这是因为电感起到了缓冲瞬时冲击电流的作用。并且三相整流后输出的电压 的波形为平稳的接近正弦的包络线,和锯齿波相比,谐波分量和无功损耗大大减少。
电力电子技术课程设计_单相AC-DC变换
14五设计作品图六课程设计总结本次电力电子的课程设计我以2013年的单相dcac变换电路为例进行的设计虽然在参加电赛时已经把作品做了出来但当时因为时间有限并没有对其进行详细的整理而是把所有精力花在实物的制作上借此电力电子课程设计的实践机会我对之前的作品进行详细的介绍及电路的分析设计当然其中还有很多不足之处不仅仅是在文档的写作整理上更主要的是电路的设计上可能都是有问题的对于这个电路设计我所选的方案未必是最好的方案但毕竟是自己通过学习和努力自己设计的而且通过这次文档的整理更是对之前做的电路有了更深的认识和思考所以这次课程设计收获很大
AC-DC-DC电源技术方案
A C-D C-D C电源技术方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN直流电源设计方案目录1.概述................................... 错误!未定义书签。
2 系统的整体结构设计..................... 错误!未定义书签。
3.三相六开关APFC电路设计............................... 错误!未定义书签。
4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 ............. 错误!未定义书签。
5.高压直流二次电源DC/DC变换器设计 .......... 错误!未定义书签。
6. 器材选取 .............................................................. 错误!未定义书签。
7. 电源系统散热分析 .............................................. 错误!未定义书签。
8. 参数设计仿真结果 .............................................. 错误!未定义书签。
1.概述目的和意义目前,越来越多的电力电子设备投入到电网中,由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用,其对电网造成的谐波污染日益严重,使得电能生产、传输和利用的效率降低,并影响电网的安全运行。
为了保证电网的正常运行,现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量,这就限制了一些大功率直流电源的使用。
电力电子装置,尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展,其关键技术是软开关技术。
因此,大功率开关电源的功率因数校正技术及 DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。
开关电源技术发展现状开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置,开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压,再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。
AC-DC-DC电源技术方案设计
直流电源设计方案目录1.概述 (1)2 系统的整体结构设计 (3)3.三相六开关APFC电路设计 (23)4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28)5.高压直流二次电源DC/DC变换器设计 (34)6. 器材选取 (40)7. 电源系统散热分析 (55)8. 参数设计仿真结果 (58)1.概述1.1 目的和意义目前,越来越多的电力电子设备投入到电网中,由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用,其对电网造成的谐波污染日益严重,使得电能生产、传输和利用的效率降低,并影响电网的安全运行。
为了保证电网的正常运行,现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量,这就限制了一些大功率直流电源的使用。
电力电子装置,尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展,其关键技术是软开关技术。
因此,大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。
1.2 开关电源技术发展现状开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置,开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压,再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。
为了稳定输出电压,设计电压反馈电路对输出的电压进行采样,并把所采样的电压信号送到控制电路中,进行比较处理,调节输出的控制脉冲的占空比,最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。
开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。
传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。
自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决,开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。
1.3 本次设计的主要容本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规》要求的直流电源系统。
(毕业论文)AC-DC多路直流电压输出电源设计
摘要直流电源应用非常广泛, 其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能, 目前, 市场上各直流电源的基本环节大致相同,都包括交流电源、交流变压器、整流电路、滤波稳压电路等。
直流电源应用非常广泛, 其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。
直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
本设计AC-DC多路直流电压输出电源设计,不仅在稳定性可靠性上引入桥式整流、电容滤波,同时增加多路输出改善以往单路输出转换效率低的问题。
并且还引入单片机AT89S52控制,使其在功能上具有一定智能化。
在硬件方面,除了变压器外,还将使用LED数码管来进行显示。
目前,电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展所不可缺少的。
关键词:变压器,桥式整流,电容滤波,数码管,稳压电源ABSTRACTThe rapid development of electronic technology, the DC power is widely used, have a direct impact on the electrical equipment or the control system performance, at present, the DC power supply on the market in virtually the same as the basic aspects, including the exchange of power, AC adapter, converter, filter regulator circuit. DC power is widely used, have a direct impact on the electrical equipment or the control system performance. DC power supply electronic technology is one of the commonly used equipment, widely used in teaching, research and other fields. In this design the power of AC-DC multiplexer direct current output voltage is not only import the Bridge rectifier and capacitor filter but also it add multiplexer of output enhance the simple output diversion efficiency , and import the AT89S52 control of its functions on a certain intelligence. In terms of hardware, in addition to transformers, will be used to control LED digital display. At present, the power source develop in small part, the featherweight and the high efficiency's characteristic is widely applied in by the electronic accounting machine as the leading each kind of terminal device, the communication facility and so on nearly all electronic installation, the electronic information industry can not lake of it in today development.Keywords: transformers, Bridge rectifier, capacitor filter, LED,power supply目录第1章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2 AC-DC电源设计的要求 (1)第2章直流稳压电源的原理及使用 (2)2.1直流稳压电源原理 (2)2.2变压器原理及应用 (2)2.2.1变压器的原理 (2)2.2.2本设计对变压器的要求 (3)2.3 AC-DC变换概述 (4)第3章整流滤波及稳压方面的原理及使用 (5)3.1整流方面分类及概述 (5)3.1.1半波整流电路 (5)3.1.2全波整流电路 (6)3.1.3桥式整流电路 (8)3.2滤波方面分类及概述 (9)3.2.1电容滤波 (9)3.2.2电感滤波 (11)3.3稳压电路方面分类及概述 (12)3.3.1线性串联型稳压电源 (12)3.3.2三端集成稳压器 (14)3.4直流电源输出信号测试电路 (16)第4章总体方案设计 (21)4.1初期实现部分原理图 (21)4.2最终定型原理图 (22)4.3后端显示部分原理 (23)第5章方案具体实现 (24)5.1整流部分 (24)5.2滤波部分 (25)5.3稳压部分 (27)5.4控制电路部分 (28)5.5本设计最终实物电路板 (32)第6章总结 (33)参考文献 (34)致谢 (35)英文资料原文 (36)中文译文 (38)第1章引言1.1课题背景随着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,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
AC-DC-DC电源技术方案
直流电源设计方案目录1.概述 (1)2 系统的整体结构设计 (3)3.三相六开关APFC电路设计 (23)4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28)5.高压直流二次电源DC/DC变换器设计 (34)6. 器材选取 (40)7. 电源系统散热分析 (55)8. 参数设计仿真结果 (58)1.概述1.1 目的和意义目前,越来越多的电力电子设备投入到电网中,由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用,其对电网造成的谐波污染日益严重,使得电能生产、传输和利用的效率降低,并影响电网的安全运行。
为了保证电网的正常运行,现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量,这就限制了一些大功率直流电源的使用。
电力电子装置,尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展,其关键技术是软开关技术。
因此,大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。
1.2 开关电源技术发展现状开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置,开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压,再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。
为了稳定输出电压,设计电压反馈电路对输出的电压进行采样,并把所采样的电压信号送到控制电路中,进行比较处理,调节输出的控制脉冲的占空比,最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。
开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。
传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。
自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决,开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。
1.3 本次设计的主要内容本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规范》要求的直流电源系统。
ac-dc课程设计
ac-dc课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握AC-DC电路的基本原理和分析方法,能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下:1.了解AC-DC电路的定义、分类和特点。
2.掌握直流电路和交流电路的基本组成和分析方法。
3.熟悉常用的电源电路、开关电路和保护电路的原理和应用。
4.能够使用基本仪器仪表进行AC-DC电路的测量和调试。
5.具备分析和解决实际AC-DC电路问题的能力。
情感态度价值观目标:1.培养学生对电子技术的兴趣和好奇心,激发学生学习AC-DC电路的积极性和主动性。
2.培养学生团队合作精神和实践能力,通过实验和项目实践,提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括AC-DC电路的基本原理、分析方法和应用。
具体内容包括:1.AC-DC电路的定义、分类和特点。
2.直流电路的基本组成和分析方法,包括电源、负载、开关和保护电路等。
3.交流电路的基本组成和分析方法,包括交流电源、交流负载、开关和保护电路等。
4.常用的电源电路、开关电路和保护电路的原理和应用。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解AC-DC电路的基本原理和分析方法。
2.讨论法:通过小组讨论,引导学生主动思考和探讨问题,培养学生的团队合作精神。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题的解决中。
4.实验法:通过实验操作,使学生能够亲手实践和验证理论知识,提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:选用权威、实用的教材,如《AC-DC电路分析与应用》。
2.参考书:提供相关的参考书籍,如《电子电路基础》、《电路设计与应用》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,提供实验视频、案例分析等多媒体资料,丰富学生的学习体验。
电力电子课程设计-AC-DC调压电路
整流桥1.25V源自工作原理:实际就是对输出电压进行实时采 样,并以采样电压进行负反馈,来调节输出 管的动态电阻和压降而使输出电压保持稳定。
220V交流电经变压器变压为9V,由4个二极管 整流为直流,经LM317直流斩波输出稳定可 调的电压。
变压
整流
降压
LM317输出电流为1.5A,输出电压 可在1.25-37V之间连续调节,其 输出电压由两只外接电阻R1、RP1 决定,输出端和调整端之间的电 压差为1.25V,这个电压将产生几 毫安的电流,经R1、W1到地,在 W1上分得的电压加到调整端,通 过改变W1就能改变输出电压。
电力电子装置及系统课程设计说明书单端反激AC-DC-DC电源设计
目录1设计要求 (2)2设计原理 (3)2.1高频开关电源的基本组成 (3)2.1.1开关电源的输入环节 (3)2.1.2功率变换电路 (4)2.1.3 控制及保护电路 (5)2.2单端反激电源基本原理 (7)2.2.1共同关系式 (7)2.2.2连续工作模式 (8)2.2.3不连续工作模式(含临界工作模式) (8)3单端反激AC-DC-DC电源的设计 (9)3.1 整流环节设计 (9)3.2滤波环节设计 (12)3.2.1滤波原理 (12)3.2.2 RC滤波电路 (12)3.2.3 LC滤波电路 (13)3.2.4 滤波参数设计 (14)3.3 主电路设计 (16)3.3.1单端反激式开关电源电路的设计 (16)3.3.2反馈环设计 (16)4 模型仿真 (18)4.1 AC DC整流滤波电路仿真 (18)4.2开环系统仿真 (19)4.3 闭环系统仿真 (22)5 小结 (25)参考文献 (26)单端反激AC-DC-DC电源(20V,10W)设计1 设计要求初始条件:设计一个AC-DC-DC电源,具体参数如下:三相交流输入220V/50Hz,输出直流电压20V,纹波系数<5%,功率10W。
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。
2 设计原理2.1高频开关电源基本组成高频开关电源主要由输入环节、功率变换电路以及控制驱动保护电路3大部分组成。
2.1.1开关电源的输入环节1)输入浪涌电流和瞬态电压的抑制(1)输入浪涌电流抑制在合闸的瞬间,由于输入滤波电容的充电,在交流电源端会呈现非常低的阻抗,产生大的浪涌电流,为了将浪涌电流控制在安全范围内,根据高频开关电源功率的大小,一般采取以下两种方法:一种是限流电阻加开关,另一种是采用负温度系数热敏电阻的方法。
电力电子课程设计完整版
电力电子课程设计完整版一、教学目标本课程旨在电力电子领域提供一个全面的学习框架,通过深入理解电力电子的基本原理、关键技术和应用实践,使学生能够:1.知识目标:–描述电力电子的基本概念、发展和分类。
–解释电力电子器件的工作原理和特性,包括二极管、晶闸管、GTO、IGBT等。
–阐述电力电子电路的控制策略和设计方法。
–分析电力电子系统的效率、损耗和稳定性问题。
2.技能目标:–能够识别和分析不同类型的电力电子器件和电路。
–设计简单的电力电子转换电路,如AC-DC、DC-DC和DC-AC 转换器。
–运用仿真软件对电力电子系统进行模拟和优化。
–进行电力电子设备的故障诊断和维护。
3.情感态度价值观目标:–培养对电力电子技术在现代社会应用重要性的认识。
–强化节能减排和绿色技术的意识,在设计中考虑可持续性。
–激发对电力电子领域创新的兴趣,以促进技术进步和社会发展。
二、教学内容本课程的教学内容围绕电力电子的基本理论、器件结构、电路设计及其应用展开,具体包括:1.电力电子导论:电力电子的历史、发展趋势和其在现代电力系统中的应用。
2.电力电子器件:各类电力电子器件的结构、工作原理和特性分析。
3.电力电子电路:常用电力电子电路的拓扑结构、控制策略及其性能分析。
4.功率因数校正:功率因数的概念、功率因数校正电路的设计与应用。
5.变频技术:变频器的工作原理、变频技术的应用领域。
6.电力电子仿真:使用仿真工具对电力电子电路进行模拟和分析。
三、教学方法为了提高学生的综合能力和实践技能,本课程将采用多种教学方法:1.讲授法:用于基础理论知识和关键概念的传授。
2.案例分析法:分析具体的电力电子应用案例,加深对理论的理解。
3.实验法:通过实验操作,培养学生的动手能力和问题解决能力。
4.讨论法:分组讨论,促进学生之间的交流与合作,激发创新思维。
四、教学资源为确保高质量的教学效果,将充分利用以下教学资源:1.教材:《电力电子学》及相关辅助教材。
电力电子装置AC-DC-AC电源课程设计
目录1.电源基本原理 (1)1.1AC-DC (1)1.1.2 AC-DC电源模块的作用 (1)1.1.3整流基本原理电路 (2)1.2DC-DC (6)1.2.1DC-DC 概念 (6)1.2.2DC-DC电源模块的作用 (7)1.3控制原理介绍 (8)1.3.1控制技术 (8)1.3.2电压模式控制 (10)1.3.3电流模式控制 (10)2.AC-DC-DC电源设计 (12)2.1AC-DC环节设计 (12)2.2DC-DC环节设计 (12)2.2.1具体参数计算 (12)2.2.2DC-DC 具体设计 (13)3 .闭环反馈设置 (15)个人小结 (16)参考文献 (17)AC-DC-DC fe 源(110V, 1200W 设计1.电源基本原理1.1AC-DC1.1.1AC-DC 概念AC/DC变换是将交流电压变换为直流电压,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流",功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大。
AC/DC变换按电路的接线方式可分为半波电路、全波电路。
按电源相可分为单项、三相、多相。
按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
1.1.2AC-DC电源模块的作用一、隔离:1、安全隔离:强电弱电隔离\IGBT隔离驱动浪涌隔离保护雷电隔离保护(如人体接触的医疗电子设备的隔离保护)2、噪声隔离:(模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离)3、接地环路消除:远程信号传输分布式电源供电系统二、保护:短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护三、电压变换:升压变换降压变换交直流转换(AC/DC、DC/AC )极性变换(正负极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换)四、稳压:交流市电供电远程直流供电分布式电源供电系统电池供电五、降噪:有源滤波1.1.3整流基本原理电路1单端反激电路反激式开关电源的核心部分是反激式直流一一直流变换器,基本电路如下图所示:单端反激电路一般用在小功率电源和开关电源的辅助电源上。
acdc电源课程设计
acdc电源课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握AC/DC电源的基本原理、电路组成、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.知识目标:–了解电源的分类及AC/DC电源的基本原理;–掌握AC/DC电源的主要组成部分及其作用;–熟悉AC/DC电源的工作特性及其影响因素;–了解AC/DC电源在实际应用中的案例。
2.技能目标:–能够分析AC/DC电源电路,理解电路中各元件的作用;–能够运用基本电路分析方法,对AC/DC电源进行性能评估;–能够根据实际需求,选择合适的AC/DC电源解决方案;–能够进行AC/DC电源的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标:–培养学生对电源技术的兴趣,提高学生主动学习的积极性;–培养学生团队合作精神,提高学生解决问题的能力;–使学生认识到AC/DC电源在现代社会中的重要性,培养学生的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.AC/DC电源的基本原理:介绍电源的分类,重点讲解AC/DC电源的工作原理及其转换过程。
2.AC/DC电源的电路组成:讲解电源电路中各元件的作用,包括整流器、滤波器、稳压器等。
3.AC/DC电源的工作特性:分析影响电源性能的因素,如负载特性、频率特性、电压特性等。
4.AC/DC电源的应用领域:介绍AC/DC电源在电子设备、通讯设备、电力系统等领域的应用案例。
5.实践操作:安排实验室实践环节,让学生亲自动手进行AC/DC电源的安装、调试和维护。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:通过讲解AC/DC电源的基本原理、电路组成、工作特性及应用领域,使学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生进行课堂讨论,分享学习心得,提高学生的思考能力和团队协作能力。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解AC/DC电源在实际应用中的工作原理和性能表现。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手进行AC/DC电源的安装、调试和维护,提高学生的动手能力。
acdc电源开关课程设计
ac dc电源开关课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解AC和DC电源的基本概念,掌握它们的特性及在日常生活中的应用。
2. 学生能掌握电源开关的工作原理,了解其内部电路组成。
3. 学生能了解并区分不同类型的电源开关,如继电器、晶体管和集成电路等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,正确选择合适的电源开关,并设计简单的电路。
2. 学生能够通过实验操作,检测并解决电源开关故障。
3. 学生能够运用信息技术工具,如电路仿真软件,进行电源开关电路的设计与测试。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发探索精神和创新意识。
2. 学生树立安全意识,遵守实验室规章制度,养成良好的实验操作习惯。
3. 学生在小组合作中,培养团队协作精神,尊重他人意见,共同完成任务。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术基础课程,旨在帮助学生掌握电源开关的基本知识和应用。
学生处于初中年级,对电子技术有一定的好奇心,动手能力强。
教学要求注重实践与理论相结合,注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高其电子技术水平。
课程目标分解为具体的学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 引言:电源开关在日常生活中的重要性,介绍AC和DC电源的基本概念及其区别。
- 教材章节:第一章第一节- 内容:交流电与直流电的定义、特性及应用。
2. 电源开关原理及分类- 教材章节:第一章第二节- 内容:电源开关工作原理,如继电器、晶体管、集成电路等开关的分类及特点。
3. 电源开关电路设计- 教材章节:第二章- 内容:电路设计基础,电源开关在电路中的应用,如何选择合适的电源开关。
4. 实践操作:电源开关电路搭建与测试- 教材章节:第三章- 内容:实验器材准备,电路搭建步骤,电源开关功能测试及故障排查。
5. 电源开关应用案例分析- 教材章节:第四章- 内容:分析实际生活中的电源开关应用案例,提高学生理论联系实际的能力。
电力电子装置课程设计AC-DC-DC电源汇总
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)随着电力电子技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活关系日益密切,而任何电子设备都离不开可靠的电源。
而开关电源以小型,轻量和高效率的特点被广泛应用于电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
本此设计主要对降压型AC-DC-DC开关电源的核心部分——AC-DC整流装置与DC-DC转换器(降压斩波电路)的拓扑结构及其工作原理机型设计,描述了DC-DC转换器的控制方法——脉宽调制控制(PWM)。
电力电子装置及系统课程设计说明书单端反激AC-DC-DC电源设计
电力电子装置及系统课程设计说明书单端反激AC-DC-DC电源设计预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制目录1设计要求 (2)2设计原理 (3)2.1高频开关电源的基本组成 (3)2.1.1开关电源的输入环节 (3)2.1.2功率变换电路 (4)2.1.3 控制及保护电路 (5)2.2单端反激电源基本原理 (7)2.2.1共同关系式 (7)2.2.2连续工作模式 (8)2.2.3不连续工作模式(含临界工作模式) (8)3单端反激AC-DC-DC电源的设计 (9)3.1 整流环节设计 (9)3.2滤波环节设计 (12)3.2.1滤波原理 (12)3.2.2 RC滤波电路 (12)3.2.3 LC滤波电路 (13)3.2.4 滤波参数设计 (14)3.3 主电路设计 (16)3.3.1单端反激式开关电源电路的设计 (16)3.3.2反馈环设计 (16)4 模型仿真 (18)4.1 AC DC整流滤波电路仿真 (18)4.2开环系统仿真 (19)4.3 闭环系统仿真 (22)5 小结 (25)参考文献 (26)单端反激AC-DC-DC电源(20V,10W)设计1 设计要求初始条件:设计一个AC-DC-DC电源,具体参数如下:三相交流输入220V/50Hz,输出直流电压20V,纹波系数<5%,功率10W。
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。
2 设计原理2.1高频开关电源基本组成高频开关电源主要由输入环节、功率变换电路以及控制驱动保护电路3大部分组成。
2.1.1开关电源的输入环节1)输入浪涌电流和瞬态电压的抑制(1)输入浪涌电流抑制在合闸的瞬间,由于输入滤波电容的充电,在交流电源端会呈现非常低的阻抗,产生大的浪涌电流,为了将浪涌电流控制在安全范围内,根据高频开关电源功率的大小,一般采取以下两种方法:一种是限流电阻加开关,另一种是采用负温度系数热敏电阻的方法。
AC-DC-DC电源设计(电力电子课设)
_______________________________________________________________________________目录1 开关电源 (2)1.1开关电源的概念 (2)1.1.1 PWM技术简介 (2)1.1.2 降压型DC-DC开关电源原理简介 (3)1.2 开关电源的发展简介 (5)1.3 开关电源的发展展望 (6)2 主电路图设计 (7)2.1 三相整流部分 (8)2.2 直流斩波电路部分 (9)2.2.1 参数计算 (10)2.2.2 斩波仿真电路 (10)2.3 主电路仿真 (11)3 控制电路部分 (12)3.1 设计思想 (12)3.2 设计电路图 (13)4 最终设计方案 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录 (19)_______________________________________________________________________________ AC-DC-DC电源(120V,500W)设计1 开关电源1.1开关电源的概念开关电源(Switch Mode Power Supply,SMPS)是以功率半导体器件为开关元件,利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源电路主要由整流滤波电路、DC-DC控制器(内含变压器)、开关占空比控制器以及取样比较电路等模块组成。
AC-DC电力变换装置的设计
1 概述1.1 研究背景及意义AC/DC 电力变换装置是利用电力电子器件将交流电变换为直流电的装置,也称为整流装置。
整流是电力电子技术中出现最早的一种,其形式多种多样,各具特色。
整流技术经历了交流电机-直流电机系统、汞弧整流器、可控硅整流系统等发展过程。
整流装置在这期间体积越来越小,效率越来载高。
如今,AC/DC 电力变换技术广泛应用于各行各业,如冶金、化工、电源技术等。
AC/DC变换是将交流变换为直流,AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的。
为了提高AC/DC 电力变换装置的性能,以不断满足人们日益增长的各种需求,控制理论被广泛应用于整流技术中。
AC/DC 电力变换装置应用广泛。
例如在船舶电力系统中,AC/DC 电力变换装置将发电机产生的电能进行处理,将其产生的三相交流电变换为电压大小可控的直流电能,再继续分配到后续的负载中。
为了使变换后的电能满足后续负载的需要,AC/DC 电力变换装置必须对输出的直流电压进行稳定、准确、快速的控制。
所以,AC/DC 电力变换装置的控制技术对整个整流系统,甚至整个船舶电力系统的正常工作有重大的意义。
而控制技术反过来也促进了AC/DC 电力变换技术,仍至整个电力电子技术的发展。
由于人类生活水平及工业生产水平的提高,电网中的用电设备日益增加,而不同的用电设备需要不同性质的电能。
电力电子技术就是将一种电力变换为另一种电力,以满足不同负载的要求。
电力变换依靠控制电力电子器件来实现,所以研究其控制技术有重要的实际意义。
1.2 国内外发展与现状1.2.1 电力电子技术的发展与现状一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
电力电子装置课程设计AC-DC-DC电源讲解
课程设计 自动化学院 电气工程及其自动化 电气 班 许湘莲 题 目学 院专 业班 级姓 名指导教师AC-DC-DC 电源 (36V ,300W )设计2013 年6 月18 日武汉理工大学大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书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:系主任(或责任教师)签名:武汉理工大学大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书目录摘要 (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)武汉理工大学大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书摘要随着电力电子技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活关系日益密切,而任何电子设备都离不开可靠的电源。
电力电子课程设计
上海交通大学电子信息与电气工程学院电力电子课程设计报告DC-DC 开关稳压电源设计摘要关键词:AC-DC-DC,大功率,全桥变换器, OrCAD报告介绍了笔者按实验要求使用PSpice 10.5 仿真的交-直变换器。
其中简述了所涉及电路系统原理、元件及参数选择、仿真参数设置与技巧和从无到有建立仿真电路的详细过程。
变换器采用全桥拓扑,输入交流220V ± 10%,50Hz,输出直流 36V。
AbstractKeywords: AC-DC-DC, Power, full-bridge converter, OrCADThe report includes the AC-DC-DC rectifier’s circuit and its performance analyzed by OrCAD. It elaborates the work of the system, the principle to choose components, simulation settings in OrCAD and the whole process to accomplish the simulation. The converter employs the full-bridge topology and performs, under normal condition, with input voltage of 220V ± 10%(rms) and output, 36V.目录一、设计目标 (4)二、PWM开关稳压电源的基本原理 (4)1、 PWM开关稳压电源的基本工作原理 (4)2、 PWM开关稳压电源的原理电路 (4)三、主电路选型 (4)1、整流电路选型 (4)2、 DC-DC变换电路选型 (5)四、主电路无源器件参数计算 (7)1、整流滤波电路无源器件选型 (7)2、全桥式变换电路无源器件选型 (8)五、主电路有源器件参数设计 (10)1、整流滤波电路有源器件选型 (10)2、全桥式变换电路有源器件选型 (11)六、功率开关变压器设计 (11)1、原、副边绕组匝数的确定 (11)2、变压器偏磁现象的防止 (12)七、驱动电路设计 (13)1、驱动电路的功能 (13)2、驱动电路的选择 (13)3、输出电平的驱动电路 (15)八、PWM控制电路设计 (15)1. PWM控制原理 (15)2. 控制电路的设计 (16)九、检测电路设计 (20)十、保护电路设计 (20)1、过电压保护 (21)2、过电流保护 (21)3、软启动电路 (22)十一、电磁兼容性 (25)1、传输电磁干扰的通道 (25)2、 EMI的抑制方法 (26)3、电源滤波器 (28)4、 EMI滤波器 (28)5、输出滤波器 (29)6、 PCB板设计 (30)十二、散热设计 (30)1、散热设计的重要性 (30)2、开关器件的热设计 (31)3、高频变压器的热设计 (33)一.设计目标1.开关电源(AC-DC-DC)技术要求:输入电压:单相交流220V(± 10%),50Hz输出电压:直流36V输出电流:最大50A输出纹波:纹波系数<0.5%工作温度:0~40℃二. PWM 开关稳压电源的基本原理1、PWM 开关稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源按控制方式分为调宽式和调频式两种,本组设计为PWM 脉宽调制式开关电源。
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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 (10)5结果分析 (11)6总结与体会 (12)参考文献 (13)随着电力电子技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活关系日益密切,而任何电子设备都离不开可靠的电源。
而开关电源以小型,轻量和高效率的特点被广泛应用于电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
本此设计主要对降压型AC-DC-DC开关电源的核心部分——AC-DC整流装置与DC-DC转换器(降压斩波电路)的拓扑结构及其工作原理机型设计,描述了DC-DC转换器的控制方法——脉宽调制控制(PWM)。
在此基础上设计了一款基于电压控制模式的PWM降压型AC-DC-DC开关电源,设计的内容包括主电路的设计、控制及驱动电路的设计,并给出设计参数。
然后在MATLAB/Simulink搭建系统仿真模型,进行系统仿真。
通过对仿真结果的分析,验证设计的正确性。
关键词:开关电源整流降压斩波MATLABAC-DC-DC电源(36V,300W)设计1 设计任务及要求1.1.技术要求设计一个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。
1.2.设计内容(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。
2电路总体方案及原理2.1 开关电源的简介开关电源(Switch Mode Power Supply,SMPS)是以功率半导体器件为开关元件,利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源电路主要由整流滤波电路、DC-DC控制器(内含变压器)、开关占空比控制器以及取样比较电路等模块组成。
2.2设计方案电源有一种输入,即单相220V 50Hz交流电压,有一种输出:36V直流电压。
交流220V经过一个AC-DC滤波整流电路后得到直流电压,滤波后送入DC-DC降压斩波电路,控制电路提供控制信号控制IGBT 的关断,调节控制信号的占空比,最后经过LC 滤波电路的到所需电压。
通过对输出电压的取样,比较和放大,调节控制脉冲的宽度,以达到稳压输出的目的。
图1 开关电源原理图整流部分是利用具有单向导通性的二极管构成桥式电路来实现的;滤波部分是利用电容器件的储能效应,来实现的;降压部分利用降压斩波电路来实现,控制方式为脉宽调制控制(PWM ),即在控制时对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
本次设计的开关电源控制时首先保持主电路开关元件的恒定工作周期(T=on off t t ),最终控制输出电压(或电流)的。
3主电路设计及参数计算3.1整流电路的设计主电路主要完成对交流的整流滤波,对直流电压降压和滤波三个工作。
整流电路图设计如图:图2 整流电路整流滤波电路 降压斩波电路滤波电路脉宽调制控制驱动反馈电路36V桥式整流电路的工作原理如图2所示。
在Uin 的正半周,VD1、VD4导通,VD2、VD3截止,电流经VD1→ R1 →VD3回到下端,在负载RL 上得到一半波整流电压。
在Uin 的负半周,D1、D4截止,D2、D3导通,电流经D2→ RL →D4 回上端,在负载RL 上得到另一半波整流电压。
在经过电容滤波,其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电,当整流电压低于电容电压时电容放电,在充放电的过程中,使输出电压基本稳定。
滤波电容容量大,因此一般采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正、负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。
当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC 时,二极管D1和D4管导通,D2和D3管截止,电流一路流经负载电阻RL ,另一路对电容C 充电。
当UC>U2,导致D1和D4管反向偏置而截止,电容通过负载电阻RL 放电,UC 按指数规律缓慢下降这样就得到一个直流电压波形,如图所示:图3整流电路工作波形3.2降压斩波电路设计将整流后的得到的直流电压送入降压斩波电路,通过脉宽调制控制调节输出电压平均值,再经过LC 滤波电路使电压稳定。
脉宽调制控制信号由IGBT驱动电Ui Uo路发出。
控制时首先保持主电路开关元件的恒定工作周期(T=ton+toff ),再由输出信号与基准信号的差值来控制闭环反馈,以调节导通时间ton ,最终控制输出电压(或电流)的稳定。
其中,功率IGBT 为开关调整元件,它的导通与关断由控制电路决定;L 和C 为滤波元件。
驱动VT 导通时,负载电压Uo=Uin ,负载电流Io 按指数上升;控制VT 关断时,二极管VD 可保持输出电流连续,所以通常称为 续流二极管。
负载电流经二极管VD 续流,负载电压Uo 近似为零,负载电流呈指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小,通常串联L 值较大的电感。
至一个周期T 结束,在驱动VT 导通,重复上一周期过程。
当电路工作于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等。
负载电压的平均值为式中,ton 为VT 处于导通的时间,toff 为VT 处于关断的时间;T 为开关管控制信号的周期,即ton+toff ;D 为开关管导通时间与控制信号周期之比,通常称为控制信号的占空比。
从该式可以看出,,占空比最大为1,若减小占空比,该电路输出电压总是低于输入电压,因此将其称为降压型DC-DC 转换器。
负载电流的平均值为若负载中电感值较小,则在VT 管断后,负载电流会在一个周期内衰减为零,出现负载电流断续的情况。
因此有降压DC-DC 开关电源有非连续电流模式(DCM )和连续电流模式(CCM)两种工作模式。
其电路图与波形图波形图如图所示:图4 降压斩波电路D on ono in in inon off t t U U U U t t T===+RU I oo =降压斩波电路的工作波形:3.3控制方案的设计由于整流电路采用的是不控整流,所以控制电路主要用于降压斩波电路中,本处采用直流脉宽调制。
直流脉宽调制是利用直流调制信号和三角载波比较,可以得到单脉波控制信号,只要改变直流调制信号,就可以改变单脉波的脉冲宽度 ,调节输出电压基图6 0I 断续时的波形i G波分量的有效值,实现电压控制的目的。
图7所示为实现直流脉宽调制的一种简单方法,给定电压和反馈电压通过电压调节器得到一个控制电压,和锯齿波电压比较得到脉冲波形,触发器的输出是互补的方波、,通过两个与门电路,获得互差的脉冲方波、,它们均可作为斩波电路的控制信号。
图7直流脉宽调制原理方波输出电路简单,易于闭环控制,电压输出稳定度也比较高。
特别是它可以借用直流电源控制技术,很多直流控制芯片都可以应用,因此方波输出具有成本低的优点。
但是,方波输出含有大量的低次谐波,波形畸变严重,主要应用在要求不高的场合。
3.4主电路参数的计算3.4.1主电路参数计算输入电压为单相220V交流电,经晶闸管不控整流,电容滤波之后,考虑到器件压降及滤波损失,输出有效值约为312V的直流电,加到降压斩波电路的输入端,滤波电容要选较大值,本设计中C1选0.1F,R1选择100Ω。
设计输出电压为直流36V稳压,占空比D=36=0.1154312,通常取0.11~0.12,该电路取D=0.115。
,设计输出功率为300W,所以可以确定:因为占空比为0.115,这里取最小负载电流为额定电流的1/10,即min Io =0.833A3.4.2 滤波参数的计算要电流连续必须最小负载电流min Io 大于临界负载电流;o min B=sV Io Io 1-D 2Lf ≥(), 即要求:3min 36(10.115)(1)22100.833o s V L D f Io -≥⋅-=⨯⨯=0.0191H可取L=0.02H要求电压纹波系数小于0.05时22()(1)0.052O O V fc D V fs π∆=-≤31110fsfc ππ=≤=⨯⨯=107Hz为此要求422211 1.10610440.02107C Lfc ππ-≥==⨯⋅⨯⨯ F取C=0.2uF L=0.02H22()(1)=2.82O O V fc D V fsπ∆=-%<5%,满足要求。
4 系统建模与仿真4.1开环系统的仿真根据上述计算所得参数,在MATLAB/Simulink 中搭建闭环系统仿真模型,进行系统仿真,开环系统仿真电路图如图所示:2223008.333636 4.328.33o o o o o P w I A U VU V R I A======Ω图8 开环系统仿真模型整流输出电压波形如图:图9 开环系统整流波形降压斩波电路输出电压与负载电流波形:IoUo图10 开环系统输出波形4.2闭环系统的仿真在开环系统模型的基础上增加电压反馈通道,构成闭环控制系统。