电力电子课程设计正文原稿(0)
电力电子类课程设计
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。
电力电子课程设计完整版
目录概述电力电子技术课程设计任务书第二章第1章 PWM控制技术简介 (1)第二章器件的选择 (5)第三章三角波发生电路 (8)第四章三相正弦交流电源发生器 (9)第五章比较电路的生成 (11)第六章驱动电路 (12)第七章死区生成电路 (14)第八章电容滤波的三相不可控整流电路 (15)第九章逆变电路 (18)第十章总结 (22)第十一章参考文献 (22)概述PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛,对逆变的影响也最为深刻.现在大量应用的逆变电路中,绝对大部分都是PWM逆变电路.可以说PWM 控制技术正是有赖于在逆变中的应用,才发展的比较成熟,才确定了他在电力电子技术中的重要地位.而SPWM技术就是其中的一种广泛应用.我们采取电容滤波的三相不可控整流电路获得直流电，成为逆变电路的直流侧，其中在整流电路和逆变电路中间并联有很大的电容，等效为恒压源。
为SPWM的等幅提供了条件。
在该电路中我们用三角波作为载波，三相交流电压作为调试波，采用双极性调制，利用比较器输出三角波和正弦波的焦点信息，该信息成为IGBT驱动电路的输入信号，控制IGBT的导通和关端，根据IGBT 的导通和关断时间的不同做到了输出的矩形波的宽度为不等幅，根据面积相等效应，输出电流为正弦波，即实现调制法控制SPWM逆变。
电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的目的通过电力电子计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Internet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、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 自立题目题目：无源三相PWM逆变器控制电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，②通过图书馆和Internet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方案。
电力电子课程设计
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
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
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。
电力电子技术课程设计
课程设计说明书N O.1课程设计题目：三相半波整流电路的设计一、课程设计的目的《电力电子技术》课程是一门学科必修课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的交流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力。
通过设计能够使学生巩固、加深对交流电路基本原理的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、主电路的选择与设计方案设计思路：主电路采用三相半波可控整流电路；采用正弦波同步触发三个晶闸管，实现AC变DC，通过改变触发电路的相角可以调整DC电压.；三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，因此其应用较少。
但其所用元件较少，所以采用三相半波可控整流电路为主电路。
主电路的设计：1、当电路带电阻负载时的工作情况（1）原理说明三相半波可控整流电路为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流人电网。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。
假设将电路中的晶闸管换作二极管，并用VD表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。
此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则是该相所对应的。
二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压，在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt1～ωt2期间，α 相电压最高，VD1导通，ud= ua；在ωt2～ωt3期间，b 相电压最高，VD2导通，ud= ub；在ωt3～ωt4期间，c 相电压最高，沈 阳 大 学课程设计说明书 N O.2VD3导通，ud= uc。
此后，在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻，VD1又导通，重复前一周期的工作情况。
电力电子技术课程设计
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 DV K ++⋅=2/ 85.0=DVo 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=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 DLF 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(82D LF i o s f o fV V K V V V f L V C ---∆⋅⋅=ΔV为输出电压的最大纹波值四、设计内容1、开关电源的基本原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。
电力电子技术课程设计(doc 7页)(完美版)
《电力电子技术》课程设计计划书一、课程设计的总体目标电力电子技术课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。
通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、课程设计时间分配课程设计时间为 10天。
（1）调研、查资料2天。
（2）总体方案设计2天。
（3）单元电路设计2天（画原理图，参数计算）。
（4）实验室完成相应电路的验证。
1天（5）撰写设计说明书2天。
（6）验收1天。
三、课程设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。
（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。
（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。
（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。
（5）广泛收集相关技术资料。
（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。
（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。
四、课程设计的内容（1）明确设计任务，对所要设计的任务进行具体分析，充分了解系统性能、指标内容及要求。
（2）制定设计方案。
（3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。
（4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。
五、课程设计报告的主要内容如下：（1）课题名称。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、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、分类及功能，理解不同器件在电力转换中的应用。
2. 使学生了解电力电子电路的基本拓扑结构，掌握常见电力电子电路的原理及分析方法。
3. 帮助学生掌握电力电子装置的控制策略，了解电力电子技术在节能、环保等方面的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、设计简单电力电子电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能正确搭建、调试和优化电力电子实验装置。
3. 培养学生运用电力电子技术解决实际问题的思维方法和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力电子技术学科的兴趣，培养其探索精神和求知欲。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会在团队中沟通交流，共同解决问题。
3. 增强学生的节能环保意识，使其认识到电力电子技术在未来可持续发展中的重要性。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在让学生掌握电力电子技术的基本理论和实践技能，培养学生具备分析和解决实际问题的能力。
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实践操作能力，对新技术和新事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生主动参与、积极思考，提高其分析问题和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类：包括半导体器件、二极管、晶体管、晶闸管等基本原理、特性及应用。
教材章节：第一章《电力电子器件》2. 电力电子电路拓扑结构：分析常见电力电子电路如整流电路、斩波电路、逆变电路的原理及性能。
教材章节：第二章《电力电子电路拓扑》3. 电力电子装置控制策略：学习PID控制、PWM控制等在电力电子装置中的应用。
教材章节：第三章《电力电子装置的控制》4. 电力电子技术应用：介绍电力电子技术在工业、家电、新能源等领域的应用案例。
教材章节：第四章《电力电子技术的应用》5. 实践教学：组织学生进行电力电子电路搭建、调试和优化实验，提高学生动手能力。
《电力电子技术》课程设计
《电力电子技术》课程设计目录一．课程设计的目标 1二. 基于BOOST电路APFC原理及设计错误!未定义书签。
2.0设计任务与要求 (1)2.1BOOST电路及工作原理 .......................... 错误!未定义书签。
2.2电路参数设计.................................. 错误!未定义书签。
2.3APFC工作原理及控制系统设计 ................... 错误!未定义书签。
2.3.1 基于SPWM控制的双闭环控制系统............. 错误!未定义书签。
2.3.2 基于电流跟踪控制的双闭环控制系统.......... 错误!未定义书签。
2.4仿真结果及分析................................ 错误!未定义书签。
三．H桥逆变器电路原理及设计错误!未定义书签。
3.0设计任务与要求 (11)3.1H桥电路及工作原理 ............................ 错误!未定义书签。
3.2电路参数设计.................................. 错误!未定义书签。
3.3SPWM控制原理及设计 ........................... 错误!未定义书签。
3.3.1 单极性SPWM控制原理....................... 错误!未定义书签。
3.3.2 双极性SPWM控制原理....................... 错误!未定义书签。
3.4仿真结果与分析................................ 错误!未定义书签。
一．课程设计的目标1. 养成实事求是、积极探索和认真细致的治学态度；培养精益求精的大国工匠精神。
根据设计任务要求，主动学习相关知识，独立构建电力电子系统，撰写课程设计报告。
2. 掌握电力电子电路的设计方法，功率器件、电感、电容等参数选取原则，根据要求，设计出满足工作需求的电力电子电路。
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。
电力电子技术课程设计
电力电子技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子技术的基本概念、分类及其在电力系统中的应用。
2. 使学生了解各种电力电子器件的工作原理、特性及选型方法。
3. 帮助学生掌握电力电子变换器的主电路拓扑、控制策略及其在电力系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用电力电子器件和变换器解决实际问题的能力。
2. 提高学生分析、设计和调试电力电子电路的能力。
3. 培养学生运用相关软件（如PSPICE、MATLAB等）进行电力电子电路仿真分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学科的兴趣，激发学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新能力的培养。
3. 增强学生的团队合作意识，培养学生的沟通与协作能力。
课程性质分析：本课程为专业核心课程，具有较强的理论性和实践性，旨在培养学生的电力电子技术基础知识和应用能力。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对电力电子技术有一定了解，但尚未系统学习。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实践教学相结合的方法，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养实际操作能力。
1. 掌握电力电子技术的基本概念、分类和应用。
2. 熟悉各种电力电子器件的工作原理、特性和选型方法。
3. 学会分析、设计和调试电力电子电路。
4. 提高运用软件进行电力电子电路仿真分析的能力。
5. 增强团队合作意识，提高沟通与协作能力。
二、教学内容1. 电力电子技术基本概念：介绍电力电子技术的定义、分类及其在电力系统中的应用。
教材章节：第一章 电力电子技术概述内容：电力电子器件、电力电子装置、电力电子变换器等。
2. 电力电子器件：讲解各种电力电子器件的工作原理、特性及选型方法。
教材章节：第二章 电力电子器件内容：二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等器件的工作原理、特性参数及应用。
3. 电力电子变换器：分析电力电子变换器的主电路拓扑、控制策略及其在电力系统中的应用。
电力电子技术课程设计-电流可逆斩波电路(MOSFET)-正文
电流可逆斩波电路（MOSFET ）1 设计要求与方案设计一电流可逆斩波电路（MOSFET ）, 已知电源电压为400V, 反电动势负载, 其中R 的值为5Ω、L 的值为1 mH 、E=350V, 斩波电路输出电压250V 。
电流可逆斩波主电路原理图如图1.1所示。
a)b)M 图1 .1 电流可逆斩波电路的原理图及其工作波形a ）电路图b ）波形 2 原理和参数2.1 设计原理如图1.1: V1和VD1构成降压斩波电路, 由电源向直流电动机供电, 电动机为电动运行, 工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路, 把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源, 使电动机作再生制动运行, 工作于第2象限。
必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。
只作降压斩波器运行时, V2和VD2总处于断态；只作升压斩波器运行时, 则V1和VD1总处于断态；第3种工作方式: 一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作。
当降压斩波电路或升压斩波电路的电流断续而为零时, 使另一个斩波电路工作, 让电流反方向流过, 这样电动机电枢回路总有电流流过。
在一个周期内, 电枢电流沿正、负两个方向流通, 电流不断, 所以响应很快。
2.2 参数计算V1 gate 信号的参数: 输出Uo大小由降压斩波电路决定, 根据, 已知Ui=400V, Uo=250V, 不妨取T=0.001s, 则ton=0.000625s, 占空比为62.5%。
V2 gate 信号的参数：由于电感只有1mH, 释放磁场能的时间不易计算, 可在后面仿真时再确定。
T=0.001s, 占空比粗略地取为30%, V2 gate 信号触发延时间：（62.5%+（1-30%））*0.001=0.000725s。
3 驱动电路分析与设计图3.1 驱动电路原理图功率MOSFET驱动电路的要求是:（1）开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡；（2）开关管导通期驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定可靠导通；（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断；（4）关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免受到干扰产生误导通;（5）另外要求驱动电路结构简单可靠,损耗小,根据情况施加隔离。
电力电子技术课程设计
电⼒电⼦技术课程设计1 综述在交流—交流变流电路中，只改变电压、电流或对电路的通断进⾏控制，⽽不改变频率的电路称为交流电⼒控制电路。
根据不同的控制⽅式可以将交流电⼒控制系统分为以下⼏种基本类型：交流调压电路、交流调功电路、交流电⼒电⼦开关。
交流调压电路应⽤最为⼴泛。
交流调压电路⼴泛应⽤于灯光控制及异步电动机的软启动，交流电机的调压调速上。
交流调压电路控制⽅便，调节速度快，装置的重量轻、体积⼩，有⾊⾦属消耗也少。
对本次设计的亮度可连续调节灯光电路，⽤单相交流调压电路就可实现。
单相交流调压电路的⼯作情况和负载性质有很⼤关系。
并且电路中需要使⽤晶闸管，对晶闸管使⽤相控⽅式，需要触发电路提供脉冲信号。
在电⼒电⼦电路中，除了电⼒电⼦器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，采⽤合适的过电压、过电流、du/dt保护和di/dt保护也是必要的。
本次设计将对这些问题进⾏设计。
2 单相交流调压电路原理2.1 电路原理采⽤两个晶闸管反向并联设计单相交流调压电路。
电阻负载(a)主电路(b)⼯作波形2-1 电阻负载时的主电路与⼯作波形阻感负载(a)主电路(b)⼯作波形2-2 阻感负载时的主电路与⼯作波形2.2 ⼯作情况分析和整流电路⼀样，交流调压电路的⼯作情况也和负载性质有很⼤的关系，因此分别予以讨论。
2.2.1 电阻负载⼯作情况分析当负载为纯电阻负载时，图2-1(a)中T1和T2也可以⽤⼀个双向晶闸管代替。
在交流电源i u 的正半周α⾓时，T1触发导通，输出电压o u 等于电源电压，电流波形o i 从0开始上升。
在交流电源i u 的负半周α⾓时，T2触发导通，⼯作原理与正半周相同，其⼯作波形如图2-1(b)所⽰。
2.2.2 阻感负载⼯作情况分析交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。
由于感性负载本⾝滞后于电压⼀定⾓度，再加上相位控制产⽣的滞后，使得交流调压电路在感性负载下⼤的⼯作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制⾓α、负载阻抗⾓φ都有关系。
(完整word版)电力电子课程设计_IGBT单相电压型全桥无源逆变电路(阻感负载)
1 引言本次课程设计的题目是IGBT单相电压型全桥无源逆变电路设计（阻感负载），根据电力电子技术的相关知识，单相桥式逆变电路是一种常见的逆变电路，与整流电路相比较，把直流电变成交流电的电路成为逆变电路。
当交流侧接在电网上，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相接时，称为无源逆变，逆变电路在现实生活中有很广泛的应用。
2 工作原理概论2. 1 IGBT的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。
它是一种典型的全控器件。
它综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。
IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。
它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻与MOSFET相连接所构成的一种器件。
其等效电路和电气符号如下：图2-1 IGBT等效电路和电气图形符号它的开通和关断是由栅极和发射极间的电压所决定的。
当UGE为正且大于开启电压UGE时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而是IGBT导通。
由于前面提到的电导调制效应，使得电阻减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。
当山脊与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的积极电流被切断，使得IGBT关断。
2.2电压型逆变电路的特点及主要类型根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的则称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路有以下特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因为负载阻抗的情况不同而不同。
当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电力电子课程设计正文原稿(0)
1综述随着电子技术的开展，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，对电源的要求更加灵活多样。
电子设备的小型化和低本钞票化使电源以轻、薄、小和高效率为开展方向。
传统的晶体管串联调整稳压电源，是连续操纵的线性稳压电源，这种传统稳压电源技术比立成熟。
同时已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等特点。
但其通常都需要体积大且沉重的工频变压器和隔离之用，滤波器的体积和重量也特别大。
而调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率特别低，一般只有45%左右，另外，由于调整管上消耗较大的功率，因此需要采纳大功率调整管并装有体积特别大的散热器，因此它特别难满足电子设备开展的要求。
从而促成了高效率、体积小、重量轻的开关电源的迅速开展。
开关型稳压电源确实是根基采纳功率半导体器件作为开关，通过操纵开关的占空比调整输出电压。
要紧技术指标1〕交流输进电压AC220V±20％；2〕直流输出电压4～16V可调；3〕输出电流0～40A；4〕输出电压调整率≤1％；5〕纹波电压Up≤50mV；6〕显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
2全然工作原理及原理框图220V交流电压通过EMI滤涉及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号往驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波相应操纵后可得到稳定的直流输出电压。
该电源的原理框图如图2-1所示。
图2-1整体电源的原理框图3各组成局部要紧功能描述交流EMI滤涉及整流滤波电路交流EMI滤涉及整流滤波电路如图3-1所示。
图3-1交流EMI滤涉及输进整流滤波电路由于开关器件工作在高频通断状态，高频的快速瞬变过程本身确实是根基一电磁骚扰〔EMD〕源，它产生的EMI信号有特别宽的频率范围，又有一定的幅度。
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1 综述随着电子技术的发展，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，对电源的要求更加灵活多样。
电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
传统的晶体管串联调整稳压电源,是连续控制的线性稳压电源，这种传统稳压电源技术比较成熟。
并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等特点。
但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器和隔离之用，滤波器的体积和重量也很大。
而调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有４5%左右,另外,由于调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，于是它很难满足电子设备发展的要求。
从而促成了高效率、体积小、重量轻的开关电源的迅速发展。
开关型稳压电源就是采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。
１.1主要技术指标1）交流输入电压AC２２0V±２0%;2）直流输出电压４～16V可调；3）输出电流０~４0Ａ；4）输出电压调整率≤1%；5）纹波电压Ｕp≤50mV；6)显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
2基本工作原理及原理框图２20V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MＯS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。
该电源的原理框图如图２-1所示。
图2-１整体电源的原理框图3 各组成部分主要功能描述３.1 交流EＭI滤波及整流滤波电路交流ＥＭI滤波及整流滤波电路如图3-１所示。
图3-１交流EMI滤波及输入整流滤波电路由于开关器件工作在高频通断状态，高频的快速瞬变过程本身就是一电磁骚扰(EＭD）源,它产生的EMI信号有很宽的频率范围，又有一定的幅度。
若把这种电源直接用于数字设备，则设备产生的EＭI信号会变得更加强烈和复杂。
电子设备的电源线是电磁干扰(E ＭI)出入电子设备的一个重要途径,在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径,本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PＣB电源滤波器组成。
ＩEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入２２0V时,整流采用桥式整流电路。
如果将ＪTＩ跳线短连时,则适用于11０Ｖ交流输入电压。
由于输入电压高,电容器容量大,因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。
这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏,也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。
所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。
３.2半桥式功率变换器该电源采用半桥式变换电路，其工作频率5０kHz,在初级一侧的主要部分是Ｑ4和Ｑ５功率管及C34和C35电容器。
Q４和Q5交替导通、截止,在高频变压器初级绕组N1两端产生一幅值为U1/2的正负方波脉冲电压。
能量通过变压器传递到输出端，Ｑ4和Q５采用IRFP４00功率MOＳ管。
3．3功率变压器1)工作频率的设定工作频率对电源的体积、重量及电路特性影响很大。
工作频率高，输出滤波电感和电容体积减小，但开关损耗增高，热量增大,散热器体积加大。
因此根据元器件及性价比等因素,将电源工作频率进行优化设计，本例为fs=50kHz;Ｔ＝1/ｆｓ=1／５0kHz ＝２０μs 。
２)磁芯选用1 选取磁芯材料和磁芯结构选用R ２KB 铁氧体材料制成的ＥE 型铁氧体磁芯。
其具有品种多，引线空间大，接线操作方便，价格便宜等优点。
2 确定工作磁感应强度BmR ２KB 软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度Bs=0．４7T ，考虑到高温时Bs 会下降，同时为防止合闸瞬间高频变压器饱和,选定B ｍ=1/３B ｓ=０.1５T 。
３ 计算并确定磁芯型号磁芯的几何截面积S 和磁芯的窗口面积Ｑ与输出功率Po 存在一定的函数关系。
对于半桥变换器,当脉冲波形近似为方波时为jK K B f P SQ ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=u c m s 40210η (3-1）式中:η——效率；j ——电流密度，一般取300~５002cm A ;Ｋc ——磁芯的填充系数,对于铁氧体K ｃ＝1； K ｕ——铜的填充系数,Ku 与导线线径及绕制的工艺及绕组数量等有关,一般为０.１～0.5左右。
各参数的单位是：Ｐo —W ，S —2cm ，Q —2cm ，Bm —T ，fs —Hz ，j —2cm A 。
取Po ＝６40W ，Ku=０．3,j=2300cm A ，η＝０.８,Bm=0.１5T ，代入式３-１得S Ｑ=４．5５84cm 。
由厂家手册知，E Ｅ5５磁芯的S=3．5４2cm ，Q=3.１０4２2cm ,则S Ｑ=10．94cm ，EE55磁芯的S Ｑ值大于计算值，选定该磁芯。
3)计算原副边绕组匝数按输入电压最低及输出满载的情况（此时占空比最大)来计算原副边绕组匝数，已知Umin=１76V 经整流滤波后直流输入电压Ｕdm ｉn=1.２×１7６=211．２V 。
对于半桥电路、功率变压器初级绕组上施加的电压等于输入电压的一半,即Ｕpmin=Ｕｄmi ｎ/２=105.6V ，设最大占定比Ｄmax=0.9,则 tonmax=21×Ｔ×Dmax=9.0μs Upm ｉn×ｔo ｎｍax×410=１０5.６×9．0×610×410代入公式得 匝9.8210m 4onmax pmin 1=⨯⨯⨯⨯=S B t U N次级匝数计算时取输出电压最大值Uomax ＝16V 。
次级电路采用全波整流,Us 为次级绕组上的感应电压,Ｕo 为输出电压，Uf 为整流二极管压降,取1V 。
Uz 为滤波电感等线路压降,取0.3Ｖ,则Us ＝omax f z maxU U U D ++＝19．22V N2=max min p f D U U ⨯×N1=１.８匝 为了便于变压器绕制，次级绕组取为2匝,则初级绕组校正为:Ｎ１＝10匝。
4）选定导线线径在选用绕组的导线线径时，要考虑导线的集肤效应，一般要求导线线径小于两倍穿透深度,而穿透深度Δ由式(２)决定ωμγ2=∆ (3-2)式中:ω＝2πf ｓ；μ为导线的磁导率，对于铜线相对磁导率μr=1,则μ=μ0×μr=4π×m 107H -；γ为铜的电导率,γ=５8×m 106Ω-。
变压器工作频率50ｋHz ，在此频率下铜导线的穿透深度为Δ=0．2956mm ，因此绕组线径必须是直径小于0．59mm 的铜线。
另外考虑到铜线电流密度一般取3~62mm A ,故这里选用0.56mm的漆包线８股并联绕制初级共1０匝,次级选用厚0.１5mm扁铜带绕制2匝。
3．4 辅助电源辅助电源采用RＣC变换器（ＲiｎgingCｈokeCoｎverｔer）,见图3－2。
其输入电压为交流２2０V整流滤波电压，输出直流电压为12.5V,输出直流电流为０.５A。
电路中Q8和变压器初级绕组线圈N1与反馈绕组线圈N3构成自激振荡。
Ｒ７２为启动电阻。
Q9、R77构成辅助电源初级过流保护。
D２0、C81、ZD1、Q11、Ｒ75、R76构成电压检测与稳压电路,控制Q8的基极电流的直流分量，从而保持输出电压恒定，变压器采用EE19、LP3材质构成。
初级1８0匝,反馈绕组5.5匝，次级１１匝,初级电感量是2.6mH,磁芯中间留有间隙0.4mm。
图３-2 辅助电源原理图3.５驱动电路驱动电路如图3-3所示。
TＬ４９4输出50kHz的脉冲信号，通过高频脉冲变压器耦合去驱动功率ＭOＳ管。
图3-3驱动电路原理图次级脉冲电压为正时,ＭOS管导通,在此期间Ｑ７截止,由其构成的泄放电路不工作。
当次级脉冲电压为零时,则Ｑ7导通，快速泄放ＭOＳ管栅级电荷,加速MOＳ管截止。
Ｒ７０是用于抑制驱动脉冲的尖峰,Ｒ６8、D1５、Ｒ6７可以加速驱动并防止驱动脉冲产生振荡。
D1７和与它相连的脉冲变压器绕组共同构成去磁电路。
3.6 ＰWＭ控制电路控制电路采用通用脉宽调制器TL49４，具有通用性和成本低等优点,见图3-４。
图3-4 开关电源原理图输出电压经R4０、RV2、RV1、R４１进行分压采样，经R5阻抗匹配后送到TL494脚1。
ＲＶ1装在电源前面板上用于实现输出电压的调节。
R103和C14将输出电感Ｌ1前信号采样，经Ｒ５送到TＬ494脚1,用于提高电源稳定度,消除Ｌ1对环路稳定性影响。
3.７风扇风速控制电路风扇风速控制电路见图３-5。
利用二极管正向管压降随温度升高而呈下降趋势的特性,将D9、D１０做为散热器温度采样器件。
方法是将Ｄ9、D1０两二极管紧靠在散热器上,当散热器随输出功率加大而温度升高时，运放N2A正相输入端电平降低,输出低电平使三极管Q3开始导通,风机上电压升高，转速升高,最终到达最高转速。
当负载较轻,使散热器温度低于50℃时，Ｎ2A输出高电平，Ｑ3不导通，辅助电源１2.５V经电阻R57降压给风机供电，风机处于低速、低噪声运行状态。
此电路可以提高风机工作寿命,增加电路可靠性，亦可在小负载情况下,减少风机带来的噪声。
图3-5 风扇风速控制电路3.８过流保护电路为增强电源可靠性,此电源采用初、次级两级过流保护。
初级采用电流互感器CT1检测初级变压器电流,检测出的电流信号经Ｒ60转为电压信号后,再经D2~D４,C9整流滤波后,经过电位器RＶ3分压，反相器N3反相后加在Q1管基极。
当初级电流超过正常时,反相器反转，Q1管导通,将ＶREF=5V的高电平加在TL4９４脚4上(脚4为TＬ494死区控制脚、高电平关断),TL494关断。
输出直流总线上过流保护，采用R45～R56电阻做为采样电阻,当输出电流增加时脚15电平变低,当输出电流大于４０A的105％时,TL4９4的内部运放动作，脚3电平升高,限制输出脉宽增加，电源处于限流状态4 结语交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率ＭOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。
这是该开关电源的基本工作原理。
通过风扇风速控制电路来控制工作温度以及PＷM控制电路的应用可以提高电源的稳定度。
所以该开关稳压电源具有可靠性高、成本低的优点,其效率≥8５％,纹波优于３０ｍV，由于时间仓促,有些地方难免有不足和疏漏之处，请指导教师加以指点以便进一步的提高和改进。