电力电子课程设计
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。
电力电子方向课程设计
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。
电力电子课程设计课本
电力电子课程设计课本一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握电力电子学的基本概念、原理和应用,培养学生对电力电子技术的兴趣和热情,提高学生的科学素养和创新能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够了解电力电子学的基本概念、原理和主要器件,理解电力电子电路的工作原理和性能,掌握电力电子技术的应用领域。
2.技能目标:学生能够分析简单的电力电子电路,进行电力电子器件的选择和应用,具备设计简单的电力电子电路的能力。
3.情感态度价值观目标:学生能够认识电力电子技术在现代社会中的重要性和地位,培养对电力电子技术的兴趣和热情,提高科学素养和创新能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括电力电子学的基本概念、原理和应用。
具体安排如下:1.电力电子学的基本概念和原理:介绍电力电子学的定义、特点和基本原理,讲解电力电子器件的分类、特性和应用。
2.电力电子电路:分析电力电子电路的工作原理和性能,介绍电力电子电路的常见应用领域,如电力变换、电力控制等。
3.电力电子技术的应用:介绍电力电子技术在现代社会中的应用案例,如变频调速、电动汽车、智能电网等,强调电力电子技术对现代社会的重要性和影响。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解电力电子学的基本概念、原理和应用,使学生掌握电力电子技术的基本知识。
2.案例分析法:通过分析具体的电力电子应用案例,使学生了解电力电子技术在实际工程中的应用和价值。
3.实验法:学生进行电力电子实验,使学生亲自操作和观察电力电子电路的工作原理和性能,提高学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,本节课将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的电力电子学教材,为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书:推荐学生阅读电力电子学相关的参考书籍,拓展学生的知识面。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,为学生提供直观、生动的学习资源。
电力电子技术课程设计范例
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
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
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
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。
电力电子设计课程设计
电力电子设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本原理及其在电路中的应用;2. 了解不同电力电子电路的设计方法,并能运用相关公式进行计算;3. 掌握电力电子电路的仿真分析及实验操作技能。
技能目标:1. 能够运用电力电子器件设计简单的电力转换电路;2. 学会使用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)进行电力电子电路的仿真分析;3. 能够根据实际需求,选择合适的电力电子器件和电路拓扑,完成电力电子系统的设计与调试。
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,提高学生的专业素养;2. 培养学生具备团队合作精神,学会与他人共同解决问题;3. 增强学生的环保意识,使其在设计过程中考虑能效和节能。
本课程针对高年级本科生,具有较强的实践性和应用性。
根据学生的知识背景和特点,课程目标旨在使学生在掌握电力电子基础知识的基础上,提高电路设计、仿真分析和实验操作能力。
通过本课程的学习,学生将能够独立完成电力电子电路的设计与调试,为今后的工作和发展奠定坚实基础。
同时,课程注重培养学生的情感态度和价值观,使其成为具有创新意识和责任感的电力电子技术人才。
二、教学内容1. 电力电子器件原理:讲解电力二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等常用电力电子器件的工作原理及特性,对应教材第1章。
2. 电力电子电路设计:介绍降压、升压、斩波、逆变等基本电力转换电路的设计方法,对应教材第2章。
3. 仿真分析软件应用:教授PSPICE、MATLAB等软件在电力电子电路仿真中的应用,对应教材第3章。
4. 电力电子电路实验:开展实际电路搭建、调试与测试,培养学生的动手能力,对应教材第4章。
5. 电力电子系统设计与案例分析:结合实际应用,进行系统级设计及案例分析,提高学生的综合设计能力,对应教材第5章。
教学内容安排与进度:第1周:电力电子器件原理;第2周:电力转换电路设计方法;第3周:仿真分析软件应用;第4周:电力电子电路实验;第5周:电力电子系统设计与案例分析。
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。
电力电子的课程设计报告
电力电子的课程设计报告一、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、分类及特性,了解其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,能分析简单电力电子电路的工作原理。
3. 引导学生理解电力电子装置的控制策略,了解不同控制方法对电力转换性能的影响。
技能目标:1. 培养学生运用电力电子器件和电路知识,解决实际电力转换问题的能力。
2. 提高学生分析、设计和调试简单电力电子电路的能力。
3. 培养学生运用电力电子控制策略,优化电力转换系统性能的技能。
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,激发学生学习主动性和创新精神。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的安全性和可靠性。
3. 引导学生关注电力电子技术在节能减排、可持续发展等方面的应用,培养环保意识和责任感。
本课程针对高年级学生,结合电力电子学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估,同时充分考虑学生的认知特点,使学生在掌握电力电子技术基本原理的基础上,能够解决实际问题,培养创新精神和实践操作能力。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 电力电子器件原理与特性- 基本电力电子器件(如:二极管、晶体管、晶闸管等)的工作原理、特性参数及应用。
- 教材章节:第1章《电力电子器件》。
2. 电力电子电路拓扑结构与分析- 常见电力电子电路拓扑(如:整流电路、逆变电路、斩波电路等)的组成、工作原理及性能分析。
- 教材章节:第2章《电力电子电路》。
3. 电力电子装置控制策略与应用- 电力电子装置控制策略(如:相控、PWM控制等)的原理、实现方法及其对电力转换性能的影响。
- 教材章节:第3章《电力电子装置的控制》。
教学进度安排:1. 课时分配:共12课时,每个部分各4课时。
2. 教学内容逐步深入,从基本器件原理到电路拓扑分析,最后探讨控制策略及其应用。
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。
电力电子毕业课程设计
电力电子毕业课程设计一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面:1.知识目标:使学生掌握电力电子的基本原理、方法和应用,了解电力电子技术在现代社会中的重要作用。
2.技能目标:培养学生具备分析、解决电力电子问题的能力,能够运用电力电子技术进行实际工程设计和应用。
3.情感态度价值观目标:激发学生对电力电子技术的兴趣和热情,培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生的人文素养和社会责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面:1.电力电子的基本原理:电力电子器件的工作原理、特性及其应用。
2.电力电子电路:电力电子电路的种类、特点及其应用,包括整流电路、逆变电路、变频电路等。
3.电力电子技术应用:电力电子技术在电力系统、交通运输、工业生产等领域的应用案例。
4.电力电子设备的设计与维护:电力电子设备的设计方法、维护技巧和安全注意事项。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标,将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过讲解电力电子的基本原理、方法和应用,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:分析电力电子技术在实际工程中的应用案例,提高学生的应用能力。
3.实验法:让学生亲自动手进行电力电子实验,加深对电力电子技术的理解和掌握。
4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新能力。
四、教学资源为了保证本章节的教学质量,将准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威的电力电子技术教材,为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书:推荐学生阅读电力电子技术相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备充足的电力电子实验设备,确保每个学生都能动手进行实验。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,以体现学生的学习态度和积极性。
2.作业:评估学生完成的电力电子相关作业的质量,包括习题、实验报告等,以检验学生的知识掌握和应用能力。
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。
电力电子基础课程设计
电力电子基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本工作原理,掌握常用电力电子器件的特性及选型方法。
2. 学会分析简单的电力电子电路,了解各种电力电子变流装置的原理和应用。
3. 掌握电力电子变换器的基本控制策略,并能运用所学知识解决实际问题。
技能目标:1. 能够正确使用电力电子实验设备,进行基本的电力电子电路搭建和调试。
2. 培养学生运用电力电子技术进行电路设计和分析的能力,提高解决实际问题的技能。
3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力,学会撰写实验报告和科技论文。
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和热情,激发学生主动探索新知识的精神。
2. 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性。
3. 培养学生严谨、务实、创新的学习态度,树立正确的科学价值观。
课程性质:本课程为电力电子技术的基础课程设计,旨在使学生掌握电力电子技术的基本理论、分析方法和实际应用。
学生特点:针对高年级本科生,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。
教学要求:结合课程特点和学生学习需求,注重理论教学与实践操作相结合,提高学生的实际应用能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并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:讲解电力二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等常用电力电子器件的工作原理、特性及选型方法。
关联课本第二章内容。
2. 电力电子电路:分析单相和三相可控整流电路、逆变电路、斩波电路等基本电力电子电路。
关联课本第三章内容。
3. 电力电子装置:介绍变频器、直流调速器、UPS等电力电子装置的原理及应用。
关联课本第四章内容。
4. 电力电子变换器控制策略:讲解PWM控制技术、闭环控制策略以及电力电子变换器的仿真和实验方法。
关联课本第五章内容。
5. 实践教学:安排学生进行电力电子电路搭建、调试和实验报告撰写,提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
电力电子课程设计内容
电力电子课程设计内容一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电力电子的基本原理、技术和应用,培养学生对电力电子领域的兴趣和热情,提高学生的科学素养和工程实践能力。
具体目标如下:1.知识目标:通过本课程的学习,学生能够理解电力电子的基本概念、原理和特性,掌握电力电子器件的工作原理和选用方法,了解电力电子技术的应用领域和发展趋势。
2.技能目标:学生能够运用电力电子的基本原理和方法,分析和解决电力电子系统中的实际问题,具备一定的电力电子系统设计和调试能力。
3.情感态度价值观目标:通过本课程的学习,学生能够认识到电力电子技术在现代社会中的重要地位,培养对电力电子技术的敬畏之心,激发学生对科学研究的热情和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子的基本原理、电力电子器件、电力电子电路和电力电子技术应用四个部分。
具体安排如下:1.电力电子的基本原理:介绍电力电子技术的基本概念、特点和分类,阐述电力电子器件的工作原理和性能参数。
2.电力电子器件:讲解常用的电力电子器件,如晶闸管、GTO、IGBT等,及其选用方法和应用场合。
3.电力电子电路:分析电力电子电路的基本结构和工作原理,包括整流电路、逆变电路、变频电路等。
4.电力电子技术应用:介绍电力电子技术在各个领域的应用实例,如电力系统、交通运输、工业控制等。
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相结合的方式进行教学。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握电力电子的基本原理和知识。
2.讨论法:学生进行课堂讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解电力电子技术的应用。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
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:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供丰富的参考书籍,拓展学生的知识视野。
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. 使学生理解整流、逆变、斩波、变频等电力电子变换技术的原理及其在实际电路中的应用。
3. 帮助学生了解电力电子装置的控制系统设计原理及其在实际应用中的运行特性。
技能目标:1. 培养学生运用电力电子器件设计简单电力电子装置的能力。
2. 让学生学会分析和解决电力电子电路中常见问题,具备一定的故障排查能力。
3. 提高学生实际操作和调试电力电子设备的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的研究兴趣,激发学生的创新意识。
2. 引导学生树立节能环保意识,认识到电力电子技术在节能减排方面的重要作用。
3. 培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。
课程性质分析:本课程为实践性较强的学科,要求学生将理论知识与实际应用相结合,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点分析:学生具备一定的电子电路基础知识,对电力电子技术有一定了解,但实际操作能力有待提高。
教学要求:结合课程性质和学生特点,采用理论教学与实践操作相结合的方式,注重启发式教学,提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果,为后续学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及其特性:包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等器件的工作原理、参数特性及其在电路中的应用。
- 教材章节:第1章 电力电子器件2. 电力电子变换技术:整流技术、逆变技术、斩波技术、变频技术等,分析各种变换电路的原理和性能。
- 教材章节:第2章 电力电子变换技术3. 电力电子装置控制系统设计:介绍PID控制、PWM控制等电力电子装置控制技术,分析控制系统在实际应用中的运行特性。
- 教材章节:第3章 电力电子装置控制系统4. 实践操作与案例分析:结合实际电路,进行电力电子装置的设计、搭建和调试,分析并解决常见问题。
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亮度可连续调节直流斩波电路设计1概论电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。
开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。
伴随着人们对开关电源的进一步升级,低电压、大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。
电子设备的小型化和低成本化使电源向轻、薄,小和高效率方向发展。
开关电源因其体积小、重量轻和效率高的优点而在各种电子信息设备中得到广泛的应用。
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)。
直流斩波电路一般指的是直接将直流电变为另一直流电的情况,不包括直流—交流—直流的情况,直流斩波电路的种类较多,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斩波电路和Zeta斩波电路。
上述其中IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路,是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路,用于直流到直流的降压变换。
IGBT是MOSFET与GTR的复合器件。
它既有MOSFET易驱动的特点,输入阻抗高,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。
其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十千赫兹频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动,电压、电流容量大的优点,因此发展很快。
这里将进行对直流降压斩波电路的设计,且其输出电压可连续可调。
2设计要求及设计方案2.1设计要求1、采用不控整流进行AC/DC转换;2、负载(灯泡)要求0~100V直流电压,最大负载电流3A;3、确定变压器的容量和参数;4、设计主电路,选择主电路的参数;5、确定输入电源的功率因数。
2.2设计方案根据要求设计,先进行降压处理,降压到100V的三相交流电,频率50HZ,然后采用桥式不控整流,将交流变为直流,通过滤波处理。
负载灯泡要求0~100V直流电压,这里主电路采用直流降压斩波电路,通过芯片SG3525组成电路产生脉冲波来控制直流斩波电路的全控型器件IGBT,使脉冲占空比从%0~%50变化来控制输出,进而来控制直流电压是连续变化,通过输出来进行参数计算来确定电路中元件的参数。
下图是设计原理方框图:三相交流变压不控整流滤波处理三相交流直流直流斩波处理直流输出图2-1 设计原理图3电路设计总体的电路的设计主要包括整流电路、直流降压斩波电路和控制电路的设计。
3.1整流电路整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器,整流主电路和滤波器等组成,其原理图如下图所示。
图3-1 整流电路习惯将其中阴极连接在一起的3个二极管称为共阴极组;阳极连接在一起的3个二极管称为共阳极组。
此电路为不可控整流电路,假设将电路中的二极管换作晶闸管,这种情况也就相当于晶闸管触发角o0α时的情况。
此时,对于共阴极组的3个二极管,阳极所=接交流电压值最高的一个导通。
而对于共阳极组的3个二极管,则是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的一个导通。
这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个二级管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。
此时电路工作波形如图3-2所示。
图3-2 电路工作图形将二极管换成晶闸管,相当于o0α,此时各晶闸管均在自然换相点处换相。
由图中=变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。
在分析ud的波形时,既可从相电压波形分析,也可以从线电压波形分析。
从相电压波形看,以变压器二次侧的中点n为参考点,共阴极组二极管导通时,整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud = ud1-ud2是两条包络线间的差值,将其对应到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。
直接从线电压波形看,由于共阴极组中处于通态的二极管对应的最大(正得最多)的相电压,而共阳极组中处于通态的二极管对应的是最小(负得最多)的相电压,输出整流电压ud为这两个相电压相减,是线电压中最大的一个,因此输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线,其中输出电压Ud的平均值为:2.2Ud U34U==α。
34.2cos23.2直流降压斩波电路降压斩波电路的原理图以及工作波形如图3-2所示。
该电路使用一个全控型器件V,图中为IGBT。
为在V关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管VD。
斩波电路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,后两种情况负载中均会出现反电动势,如图E所示。
若负载中无反电动势时,只需令m E=0即可,以m下的分析及表达式均可适用。
图3-3 直流降压斩波电路(1)工作原理如图3-3中V的栅极电压u GE波形所示,在t=0时刻驱动V导通,电源E向负载供电,负载电压u o=E,负载电流i o按指数上升。
当t=t1时刻,控制V关断,负载电流经二极管VD续流,负载电压u o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,通常是串联的电感L值较大。
至一个周期T结束,在驱动V导通,重复上一周期的过程。
当工作处于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等。
图3-4 波形图(2)数量关系负载电压平均值:E E T t E t t t Uo on off on on α==+=on t ——V 通的时间 o f f t ——V 断的时间 a--导通占空比负载电流平均值:R E U I m o o -=该设计是要实现灯泡亮度可连续调节,所以将负载电阻和反电动势改为灯泡并联电容即可,如图3-5所示。
图3-5 斩波电路3.3控制电路控制电路需要实现的功能是产生控制信号,用于控制斩波电路中主功率器件的通断,通过对占空比的调节达到控制输出电压大小。
IGBT控制电路的功能有:给逆变器的电子开关提供控制信号;以及对保护信号作出反应,关闭控制信号。
脉宽调节器的基本工作原理是用一个电压比较器,在正输入端输入一个三角波,在负输入端输入一直流电平,比较后输出一方波信号,改变负输入端直流电平的大小,即可改变方波信号的脉宽。
对于控制电路的设计其实可以有很多种方法,可以通过一些数字运算芯片如单片机、CPLD等等来输出PWM波,也可以通过特定的PWM发生芯片来控制。
因为斩波电路有三种控制方式,又因为PWM控制技术应用最为广泛,所以采用PWM控制方式来控制IGBT的通断。
PWM控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。
这种电路把直流电压“斩”成一系列脉冲,改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压。
改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制,只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压,因此脉冲既是等幅的,也是等宽的,仅仅是对脉冲的占空比进行控制. 因为题目要求输出电压连续可调,所以我选用一般的PWM发生芯片来进行连续控制。
对于PWM发生芯片,我选用了SG3525芯片,它是一款专用的PWM控制集成电路芯片,它采用恒频调宽控制方案,内部包括精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。
SG3525是定频PWM电路,采用16引脚标准DIP封装。
其各引脚功能如图3-6所示,内部框图如图3-7所示。
图3-6 SG3525的引脚图3-7 内部框图引脚功能:(1)Inv.input(引脚1):误差放大器反向输入端。
在闭环系统中,该引脚接反馈信号。
在开环系统中,该端与补偿信号输入端(引脚9)相连,可构成跟随器。
(2)Noninv.input(引脚2):误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中,该端接给定信号。
根据需要,在该端与补偿信号输入端(引脚9)之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
(3)Sync(引脚3):振荡器外接同步信号输入端。
该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
(4)OSC.Output(引脚4):振荡器输出端。
(5)CT(引脚5):振荡器定时电容接入端。
(6)RT(引脚6):振荡器定时电阻接入端。
(7)Discharge(引脚7):振荡器放电端。
该端与引脚5之间外接一只放电电阻,构成放电回路。
(8)Soft-Start(引脚8):软启动电容接入端。
该端通常接一只5 的软启动电容。
(9)Compensation(引脚9):PWM比较器补偿信号输入端。
在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。
(10)Shutdown(引脚10):外部关断信号输入端。
该端接高电平时控制器输出被禁止。
该端可与保护电路相连,以实现故障保护。
(11)Output A(引脚11):输出端A。
引脚11和引脚14是两路互补输出端。
(12)Ground(引脚12):信号地。
(13)Vc(引脚13):输出级偏置电压接入端。
(14)Output B(引脚14):输出端B。
引脚14和引脚11是两路互补输出端。
(15)Vcc(引脚15):偏置电源接入端。
(16)Vref(引脚16):基准电源输出端。
该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。
控制电路图如图3-8所示图3-8 控制电路原理图该电路为直流降压斩波电路的控制电路,发出脉冲波控制全控器件IGBT的导通与关闭来调节输出电压平均值的变化,该控制电路的最大占空比为0.5。
总设计原理图如图3-9所示图3-9 设计总原理图3.4主电路元器件参数选择整流电路中U2=100V ,所以整流电路中二极管能承受的最大反向电压Vc>173V ,I>3A ,适当取滤波电容的值。
斩波电路中(1)对于电源,因为题目要求输入直流电压为234V ,所以该直流稳压电源可直接作为系统电源。
(2)IGBT 由图3-9易知当IGBT 截止时,回路通过二极管续流,此时IGBT 两端承受最大正压为100V ;而当α=0.5时,IGBT 有最大电流,其值为3A 。
故需选择集电极最大连续电流c I >3A ,反向击穿电压Bvceo>117v 的IGBT 。
如果考虑2倍的安全裕量需选择集电极最大连续电流c I >6A ,反向击穿电压Bvceo>234V 的IGBT 。
(3)二极管 当α=0.5时,其承受最大反压117V ;而当α趋近于0.5时,其承受最大电流趋近于3A ,故需选择Vc>117v ,I>3A 的二极管。
考虑2倍的安全裕量:V U U 23421min =⨯= A I I 6322t min =⨯=⨯=(4)电感 选择大电感L ,使得电路能够续流,此时的临界电感为: L=U0x (Ud —U0)/2fUdI 。