电力电子课程设计参考定稿版
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。
电力电子技术课程设计范例模板
电力电子技术课程设计范例电力电子技术课程设计题目: 直流降压斩波电路的设计专业: 电气自动化班级: 14电气姓名: 周方舟学号:指导教师: 喻丽丽目录一设计要求与方案 (4)二设计原理分析 (4)2.1总体结构分分析 (4)2.2直流电源设计 (5)2．3主电路工作原理 (6)2.4触发电路设计………………………………………………………10 2.5过压过流保护原理与设计 (15)三仿真分析与调试 (17)3.1M a t l a b仿真图 (17)3.2 仿真结果 (18)3.3仿真实验结论 (24)元器件列表····…………………………………………………………………24设计心得……………………………………………………………………………25参考文献………………………………………………………………………… (25)致谢………………………………………………………………………… (26)一．设计要求与方案供电方案有两种选择。
一, 线性直流电源。
线性电源( Linear power supply) 是先将交流电经过变压器降低电压幅值, 再经过整流电路整流后, 得到脉冲直流电, 后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压, 必须经过稳压电源进行稳压。
线性电源体积重量大, 很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端, 不易实现隔离, 只能降压, 不能升压。
二, 升压斩波电路。
由脉宽调制芯片TL494为控制器构成BOOST原理的, 实现升压型DC-DC变换器, 输出电压的可调整与稳压控制的开关源是借助晶体管的开/关实现的。
因此选择方案二。
设计要求: 设计要求是输出电压Uo=220V可调的DC/DC变换器, 这里为升压斩波电路。
由于这些电路中都需要直流电源, 因此这部分由以前所学模拟电路知识能够由整流器解决。
MOSFET的通断用PWM 控制, 用PWM方式来控制MOSFET的通断需要使用脉宽调制器TL494来产生PWM控制信号。
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
电力电子技术课程设计一、课程设计的目的1. 掌握电力电子电路的设计方法，具体包含功率器件、电感、电容等选取原则和设计依据。
2. 掌握控制器的设计方法，尤其针对不同对象和采样时间PID控制参数的选用。
3. 掌握现代仿真工具的使用，针对仿真过程中出现的问题，能够独立或通过查找文献、小组讨论等方式分析问题产生的原因，寻找解决方案。
4. 撰写符合规范的课程设计报告。
二、基于Boost电路APFC原理及设计2.1题目要求设计基于Boost变换器的有源功率因数校正电路，额定功率为1kW，峰值功率为1.5kW，负载为电阻性负载。
其输入交流电电压范围在190-240V/50Hz，其输出电压恒定在400V，在输入电压20%波动工况下，系统动态调整时间在0.5s内。
功率器件工作频率：20kHz，输出电压波纹5%，电流波纹10%。
2.2BOOST电路及工作原理图1 BOOST 电路原理图假设其中断电感、电容的值都极大，当IGBT 导通时，电感通过电源进行充电，此时充电电流恒定，令其电流大小恒为I 1，且此时，电容两端的电压向负载供电，由于电容的阻值很大，故输出电压为恒值，记为U 0。
令IGBT 的开通的时间为t on ，在此阶段中电感上积蓄的能量为E on ；当IGBT 关断时，电源和电感共同向电容充电并向负载R 进行供电。
设IGBT 的关断时间为t off ，则此期间电感L 释放能量为：E off =(U 0−E)I 1t off543QDLC ZV du ci Ci o Boost电路图i LQDLC ZV du ci Ci oi LQDLC ZV du ci C i oi LQDLC ZV du ci C i oi LbQ导通Q关断Q关断时电感电流为零adci L I Lmax I LminI i i LI LmaxI Lmin I Lmin I Lmaxi Q i D i Cu c ΔU Cttt tt ttt t tttI LmaxI LmaxI Lmaxi Cu ca 电感连流连续b 电感电流断续00000000000I it ont offTt onTt ’off-I OI max -I OV GE V GE-I OI max -I O又当其处于稳态时，在一个周期内电感L上吸收和释放的能量相等，故：(U0−E)I1t off=EI1t on由上述公式整理可得：U0=t on+t offt offE=Tt offE由于该电路的输出电压U0高于电源电压E，故又称为：升压斩波电路，也就是BOOST电路，又α=t onT，其中α为导通占空比。
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。
电力电子课程设计模板
电力电子课程设计模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电力电子的基本原理、基本电路和基本分析方法，培养学生运用电力电子技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解电力电子的基本概念、原理和特点；（2）熟悉电力电子器件的结构、工作原理和特性；（3）掌握电力电子电路的分析方法及应用。
2.技能目标：（1）能够分析简单的电力电子电路，并进行仿真或实验；（2）具备设计简单电力电子电路的能力；（3）学会使用相关仪器仪表进行电力电子电路的测试与维护。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电力电子技术的兴趣和热情，提高学生的人文素养；（2）培养学生团队协作、创新思维和实践能力；（3）使学生认识到电力电子技术在现代社会中的重要性，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子的基本概念、电力电子器件、电力电子电路分析及应用。
具体安排如下：1.电力电子的基本概念：电力电子的定义、特点和应用领域；2.电力电子器件：晶闸管、GTO、IGBT等器件的结构、原理和特性；3.电力电子电路分析：直流斩波电路、交流调压电路、相控整流电路等；4.电力电子电路应用：电力电子设备在电力系统、交通运输、工业生产等领域的应用案例。
三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统讲解电力电子的基本概念、原理和特性；2.案例分析法：分析典型的电力电子电路及应用案例，提高学生的实际应用能力；3.实验法：进行电力电子电路的仿真或实验，培养学生的动手能力和实践能力；4.讨论法：分组讨论电力电子技术的发展趋势、创新点和应用前景，培养学生的团队协作和思辨能力。
四、教学资源为实现教学目标，本课程将采用以下教学资源：1.教材：《电力电子技术》等相关教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：电力电子技术相关的论文、专著，为学生提供拓展阅读资料；3.多媒体资料：电力电子电路的动画、视频等，帮助学生形象直观地理解电路原理；4.实验设备：电力电子实验板、仿真软件等，为学生提供动手实践的机会。
《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。
电力电子实训课程设计
电力电子实训课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子器件的基本原理，掌握其工作特性和应用范围。
2. 学生能掌握常见电力电子电路的组成、工作原理及电路分析方法。
3. 学生能了解电力电子装置在实际应用中的注意事项，如散热、电磁兼容等。
技能目标：1. 学生能正确使用电力电子器件，进行简单电路的搭建与调试。
2. 学生能运用所学知识，分析和解决实际电力电子电路中存在的问题。
3. 学生能通过实训课程，提高动手能力，培养实际操作技能。
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，提高科技创新意识。
2. 学生能够认识到电力电子技术在节能减排、可持续发展等方面的重要作用，增强环保意识。
3. 学生能够在团队合作中发挥积极作用，培养沟通、协作、解决问题的能力。
本课程针对高年级学生，具有较强的实践性和应用性。
课程设计紧密联系实际，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
在教学过程中，教师应充分关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，引导学生主动探究，提高学生的综合素质。
课程目标的设定旨在使学生在掌握电力电子技术基本知识的基础上，能够将其应用于实际工作中，为我国电力电子行业的发展做出贡献。
通过对课程目标的分解，有助于教学设计和评估的实施，确保课程目标的达成。
本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电力电子器件原理及其特性：介绍常见的电力电子器件如二极管、晶体管、晶闸管等的工作原理、特性参数及应用场合。
2. 常见电力电子电路：分析整流电路、斩波电路、逆变电路、变频电路等典型电路的组成、工作原理及电路分析方法。
3. 电力电子装置的散热与电磁兼容设计：讲解散热技术、电磁兼容原理，分析实际应用中应注意的问题及解决方法。
4. 电力电子电路的仿真与实验：运用相关软件进行电力电子电路的仿真分析，开展实际电路的搭建、调试与性能测试。
具体教学安排如下：第一周：电力电子器件原理及其特性第二周：整流电路第三周：斩波电路第四周：逆变电路第五周：变频电路第六周：电力电子装置的散热与电磁兼容设计第七周：电力电子电路仿真与实验（上）第八周：电力电子电路仿真与实验（下）教学内容与教材紧密关联，按照教学大纲逐步展开，旨在确保学生能够系统地掌握电力电子技术的基本知识和实践技能。
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--升压斩波电路的实现
.《电力电子技术》课程设计题目：升压斩波电路的实现专业：电气自动化班级： 2010级学生姓名：学号：指导教师：老师时间：2012 年 12 月28 日----2013 年 01 月 9 日目录一．设计说明 (2)1 实现的功能 (2)2 设计目的 (2)3 设计依据 (2)二．正文 (3)1总体的电路设计 (3)2 主电路设计及原理 (4)3 参数计算 (5)4 驱动电路的设计及原理 (6)4-1 IGBT对驱动电路的选择及要求 (6)4-2 驱动电路图及工作原理 (10)5保护电路的设计及原理 (12)5-1过电压保护 (12)5-2过电流保护 (12)6 电源电路的设计 (13)7元器件清单 (13)8仿真电路 (14)三．设计总结 (15)四．参考资料 (15)一、设计说明1、实现的功能通过升压DC-DC变换电路实现低输入电压30V~80到高斩波电路输出电压为380V，输出功率1500W2、设计的目的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。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
通过此次的课程设计是自己掌握以下内容：1、通过对升压斩波电路的设计，掌握升压斩波电路的工作原理。
2、理解和掌握升压斩波电路及系统的主电路，驱动电路，保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。
3、了解电力电子电路及系统实验和调试的方法。
3设计依据（1）IGBT的选择（2）IGBT过流，过压保护（3）升压斩波电路的设计（4）驱动电路设计，驱动电路采用EXB841（5）触发电路供电电源设计二．正文1总体的电路设计如图1总体实现电路设计所示。
电路由升压电路，驱动模块、保护模块电路组成。
电力电子课程设计的模板
电力电子课程设计的模板一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握电力电子器件的基本原理、分类及特性；2. 学会分析典型电力电子电路的工作原理及其应用；3. 掌握电力电子电路的仿真与实验方法，能对简单电路进行设计与测试。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对实际电力电子电路进行初步设计与分析；2. 培养学生动手实践能力，能正确使用实验设备进行电力电子电路的搭建与调试；3. 培养学生团队协作能力，能在小组内有效沟通，共同完成电力电子电路的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术的兴趣，激发学生主动探索新知识的精神；2. 增强学生环保意识，认识到电力电子技术在节能减排方面的重要作用；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，提高学生的自主学习能力。
课程性质：本课程为电力电子技术的实践性课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的求知欲和动手实践欲望。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，提高学生的实践操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及特性- 硅控整流电路（SCR）- 晶闸管（Thyristors）- 电力晶体管（Power Transistors）- 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）- 二极管、三极管在电力电子中的应用2. 典型电力电子电路分析- 整流电路- 晶闸管斩波电路- 逆变电路- 调压电路- 谐振电路3. 电力电子电路仿真与实验- 仿真软件介绍与操作- 搭建整流、斩波、逆变等基本电路模型- 实验设备使用与电路搭建- 电路调试与性能分析4. 电力电子技术应用案例- 家用电器中的电力电子技术- 电力系统中的电力电子设备- 新能源发电与电力电子技术- 电动汽车与充电设施教学内容按照教材章节进行组织，保证科学性和系统性。
教学进度安排如下：第一周：电力电子器件原理及特性第二周：典型电力电子电路分析第三周：电力电子电路仿真与实验第四周：电力电子技术应用案例教学内容与实践相结合，注重培养学生的动手能力和创新能力。
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电力电子课程设计参考 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】课程设计说明书题目名称：10～40V降压直流斩波电路实验装置系部：电力工程系专业班级：学生姓名：学号：指导教师：张海丽完成日期：新疆工程学院课程设计评定意见设计题目 10～40V降压直流斩波电路实验装置系部电力工程系专业班级学生姓名学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2、学生的勤勉态度。
3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
新疆工程学院电力工程系(部)课程设计任务书学年第学期年月日教研室主任（签名）系（部）主任（签名）摘要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 ,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斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路，直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。
TDC-1型学习机是为了配合高等工科院校及高等专科技术学校的“电力电子”或“半导体变流技术”等课程中的直流斩波电路实验并根据当今电力电子技术的发展方向及应用而设计的新型实验装置。
该学习机面板上画有原理图。
各测试点均装有测试探头可以钩住的端子。
测试电压及波形十分方便。
使学生在实验课中安全、方便、直观地观察到各种电压、电流的波形及数据。
关键词：直流电力电子变换电路目录1绪论 (1)1.1直流斩波电路的介绍 (1)1.2直流斩波电路的发展前景 (1)2降压直流斩波电路设计 (2)2.1 降压斩波电路工作原理 (2)2.2 主电路元器件参数选择 (5)3 驱动电路的设计 (7)3.1 IGBT驱动电路选择 (7)4 整流电路的设计 (9)4.1 整流电路 (9)4.2 工作原理 (10)4.3 参数计算 (11)4.4 整流电路的选定 (12)5 控制电路的设计 (13)5.1 芯片介绍 (13)5.2 IGBT控制电路的设计 (14)6 保护电路的设计 (15)6.1 保护电路设计基本原则 (15)6.2 保护电路的设计 (15)6.2.1 过电压保护电路 (15)6.2.2 过电流保护电路 (16)7 生成总的电路图 (18)7.1 总原理图 (18)7.2 此电路的主要功能 (18)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)1绪论1.1直流斩波电路的介绍直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS ）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制。
从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。
直流变换系统的结构如下图1.1所示。
由于变速器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。
图1.1 直流变换系统结构1.2直流斩波电路的发展前景直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电源则是斩波电路应用的新领域，前者的应用是逐渐萎缩，而后者的应用方兴未艾、欣欣向荣，是电力电子领域的一大热点。
DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（T 不变，改变on t ）和频率调制方式（on t 不变，改变T ）两种。
前者较为通用，后者容易产生干扰。
当今世界软开关技术使得DC/DC 变换器发生了质得变化和飞跃。
美国VICOR 公司设计制造得多种ECI 软开关DC/DC 变换器，最大输出功率有300W、600W、800W等，相应得功率密度为（6.2、10、17）3W，效率为（80—90）%。
日本NemicLambda公司最新推出得一种采用软/cm开关技术得高频开关电源模块RM系列，其开关频率为200—300KHz,功率密度已达273W，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），使整个电路/cm效率提高到90%。
2降压直流斩波电路设计2.1 降压斩波电路工作原理完整的降压斩波电路除起降压器作用的主电路之外还要有驱动电路，控制电路和保护电路。
其结构框图如图2.1所示。
图2.1 电路结构框图在图2.1结构框图中，控制电路是用来产生IGBT的控制信号的，控制电路产生的信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换成电压信号加在IGBT的控制端跟公共端之间，使其开通或关断，达到控制主电路的目的。
电路的原理图及工作波形如图2.2所示。
图2.2 降压斩波电路主电路及工作波形此电路使用一个全控型器件IGBT，图中为V，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。
并设置了续流二极管VD，在IGBT关断时给负载中电感电流提供通道。
主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图2.2中Em所示。
工作原理：当0=t 时刻驱动IGBT 导通，电源E 向负载供电，负载电压E u o =，负载电流o i 按指数曲线上升。
当 1t t =时控制IGBT 关断，二极管VD 续流，负载电压o u 近似为零，负载电流呈指数曲线下降，通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
基于分时段线性电路这一思想，按IGBT 处于通态和处于断态两个过程来分析，初始条件分电流连续和断续。
电流连续时得出：负载电压的平均值为： E E Tt E t t t U on off on on O α==+=式中on t 为IGBT 处于通态的时间，off t 为IGBT 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比。
负载电流平均值为RE U I m o o -=。
R E m e e I I ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---==1110min ραρ；R E m e e I I ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---==--ραρ1120max 。
式中T t on =α，τρT =，R L =τ,E E m m =。
把上式用泰勒级数近似，可得()o I R E m I I =-≈≈α2010。
平波电抗器L 为无穷大，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。
从能量传递关系简单地推得，一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即T I E T RI t EI o m o on o +=2。
则R E E I mo -=α。
假设电源电流平均值为1I ，则有o o on I I T t I α==1其值小于等于负载电流0I 电流断续的条件：11-->ραρe e m 。
输出电压平均值为：()TE t t T E t U M x on on --+=o负载电流平均值为：RE U I m o o -=。
电流断续时，负载电压平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。
斩波电路有三种控制方式：（1）脉冲宽度调制：保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t（2）频率调制：保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T 。
（3）混合型：on t 和T 都可调，使占空比改变。
2.2 主电路元器件参数选择主电路中需要确定参数的元器件有直流电源、IGBT 、二极管、电感、电容、电阻，其参数选择如下说明：1、直流电源。
()V U d 100=由直流电源提供。
2、电阻R 。
取导通占空比%90=α，则()V U o 90=，已知输出功率300W ， 则()A U P I o o 31090300=== Ω==27oo I U R 。
3、IGBT 。
当%90=α时，()V U o 90=，()A R U I o 33.32790max ===取2倍裕量，()A I N 66.6233.3=⨯=。
IGBT 承受的最大截止电压为输入电压()V U d 100=，取2倍裕量则()V U N 2002100=⨯=。
由此两数据选择IGBT 型号为GT8Q101。
4、二极管VD 。
VD 承受最大反相电压为100V ，即为其最大工作电压。
()V U N 100=最大工作电流为()A R U I N N 70.327100===由于需要瞬间导通，二极 管的开关速度大，则选择续8A/200V 型号SF84的快速恢复二极管。
其开关频率为5KHZ 。
5、电感L 。
选择大电感，使得电路能够续流。
此时的临界电感为（设输出电压为60V ）：()()mH mH I fU U U U L o d o d o 36.0106.366.610050002601006024=⨯=⨯⨯⨯-⨯=-=-，考虑裕量后取mH L 1=.6、电容 C 。
由输出电压脉率要求小于10%，选择电容（输出电压为60V ） ()()F F U U Lf U U U C d C o d o μ2.1102.11001.050001860100608622=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=∆-=-，所以选择常用电容F C μ2.2=。
7、整流桥二极管的选择。
在桥式整流电路中，每只二极管只在输入电压的半个周期内导通，因此二极管的平均电流只有负载电阻上平均电流的一半，即()()LAV O AV D R U I I 245.02==。
在二极管不导通期间，承受反压的最大值就是变压器二次测电压2U 的最大值，即 22U U RM =，根据上面的选择原则可知选择二极管的最大整流电流Lo F R U I I 255.021.1=≥，最大反向电压221.1U U R ≥。
8、滤波电容的选择：LR T C 25= 3 驱动电路的设计3.1 IGBT 驱动电路选择PWM 控制信号由于强度不够，不能够直接去驱动IGBT ，因此需要信号放大的电路。
另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。
因而设计中还需要有带电器隔离的部分。
所以我采用光电耦合式驱动电路。
一、驱动电路原理如图3.1所示，IGBT 降压斩波电路的驱动电路提供电气隔离环节。
光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。
本电路中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大。
采用推挽电路进行放大的原因是因为驱动IGBT 的电压叫高，约为12V 左右，而SG3525芯片提供的电压只有5V 左右，直接连入无法驱动IGBT 。