逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握方波逆变电路的基本原理和电路组成；2. 掌握方波逆变电路中各个元器件的作用及相互关系；3. 学会分析方波逆变电路的工作过程及其特点；4. 了解方波逆变电路在实际应用中的优缺点及其改进方法。
技能目标：1. 能够正确绘制并搭建方波逆变电路；2. 能够运用所学知识分析和解决方波逆变电路中存在的问题；3. 能够通过实验验证方波逆变电路的性能，并进行简单的优化调整；4. 能够运用相关软件（如Multisim、Proteus等）进行方波逆变电路的仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术领域的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，学会在团队中分享和交流；3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，敢于面对挑战，善于克服困难；4. 引导学生关注方波逆变电路在节能环保、新能源等领域的重要应用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的动手能力和学习兴趣，但对方波逆变电路的了解尚浅。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化学生动手实践能力，提高学生的分析和解决问题能力。
通过课程学习，使学生能够全面掌握方波逆变电路的相关知识，为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 方波逆变电路基本原理：介绍逆变电路的定义、分类及其应用，重点讲解方波逆变电路的工作原理和特点。
教材章节：第三章第四节“逆变电路及其工作原理”2. 方波逆变电路组成与元器件：分析方波逆变电路的组成，介绍各元器件的功能及选型。
教材章节：第三章第五节“逆变电路的组成与元器件”3. 方波逆变电路分析与设计：讲解方波逆变电路的分析方法，引导学生进行电路设计及优化。
教材章节：第三章第六节“方波逆变电路分析与设计”4. 方波逆变电路实验操作：指导学生进行方波逆变电路的搭建、调试及性能测试。
电压型逆变电路课程设计
1 主电路设计逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波。
1.1 主电路图图1三相电压型桥式逆变电路1.1 主电路原理分析图1是采用IGBT作为开光器件的电压型三相桥式逆变电路，可以看成由三个半桥逆变电路组成。
图1的直流侧通常只有一个电容就可以了，但为了分析方便，画作串联的两个电容器并标出假象中点N′。
和单相半桥、全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180°导电方式，即每个桥臂的导电角度为180°，同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120°。
这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面两个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行，因此也被称为纵向换流1.2 工作波形分析和绘制对于U 相输出来说，当桥臂1导通时，2'd UN U u =，当桥臂4导通时，2'd UN U u -=。
因此，'UN u 的波形是幅值为2d U 的矩形波。
V 、W 两相的情况和U 相相似，'VN u 、'WN u 的波形形状和'UN u 相同，只是相位依次相差120°。
'UN u 、'VN u 、'WN u 的波形如图2a 、b 、c 所示。
图2 三相电压型桥式逆变电路的工作波形 负载线电压UV u 、VW u 、WU u 可由下式求出⎪⎭⎪⎬⎫-=-=-=''''''UN WN WU WN VN VW VN UN UV u u u u u u u u u ()1⎪⎭⎪⎬⎫-=-=-=''''''UN WN WU WN VN VW VN UN UV u u u u u u u u u图2d 是依照上式画出的UV u 波形。
电压型逆变电路课程设计
电压型逆变电路课程设计(共12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1 主电路设计逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波。
主电路图图1三相电压型桥式逆变电路主电路原理分析图1是采用IGBT作为开光器件的电压型三相桥式逆变电路，可以看成由三个半桥逆变电路组成。
图1的直流侧通常只有一个电容就可以了，但为了分析方便，画作串联的两个电容器并标出假象中点N′。
和单相半桥、全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180°导电方式，即每个桥臂的导电角度为180°，同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120°。
这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面两个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行，因此也被称为纵向换流1.2 工作波形分析和绘制对于U 相输出来说，当桥臂1导通时，2'd UN U u =，当桥臂4导通时，2'd UN U u -=。
因此，'UN u 的波形是幅值为2d U 的矩形波。
V 、W 两相的情况和U 相相似，'VN u 、'WN u 的波形形状和'UN u 相同，只是相位依次相差120°。
'UN u 、'VN u 、'WN u 的波形如图2a 、b 、c 所示。
图2 三相电压型桥式逆变电路的工作波形 负载线电压UV u 、VW u 、WU u 可由下式求出⎪⎭⎪⎬⎫-=-=-=''''''UN WN WU WN VN VW VN UN UV u u u u u u u u u ()1⎪⎪⎬⎫-=-=''''WN VN VW VN UN UV u u u u u u图2d 是依照上式画出的UV u 波形。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解方波逆变电路的基本原理，掌握其工作流程及关键参数的计算。
2. 使学生掌握方波逆变电路在不同应用场景中的设计与实现方法。
3. 帮助学生了解方波逆变电路在实际工程中的应用，提高学生理论联系实际的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决方波逆变电路相关问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力，学会使用相关软件及仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试。
3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、实践等形式，共同完成方波逆变电路的设计。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其主动学习的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规程。
3. 引导学生关注我国电子技术的发展，树立为国家和民族科技事业贡献力量的信念。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够阐述方波逆变电路的原理，并正确计算关键参数。
2. 学生能够根据实际需求，设计出符合要求的方波逆变电路。
3. 学生能够运用所学知识和技能，解决方波逆变电路在实际应用中遇到的问题。
4. 学生能够通过团队协作，完成方波逆变电路的设计与调试，提高实践操作能力。
5. 学生能够树立正确的价值观，关注我国电子技术的发展，培养良好的学习态度。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 方波逆变电路原理：讲解方波逆变电路的基本工作原理，包括电路结构、关键元件的作用及其工作过程。
2. 方波逆变电路关键参数计算：介绍方波逆变电路中关键参数的计算方法，如输出电压、输出功率、开关频率等。
3. 方波逆变电路设计方法：分析不同应用场景下方波逆变电路的设计方法，结合教材相关章节，进行实例讲解。
4. 方波逆变电路应用案例分析：通过分析实际工程中的方波逆变电路案例，使学生了解其在实际应用中的优势和局限。
5. 方波逆变电路实践操作：指导学生使用相关软件和仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试，提高学生动手实践能力。
有源逆变电路课程设计
有源逆变电路 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解有源逆变电路的基本概念、工作原理及电路构成；2. 掌握有源逆变电路中主要元件的功能及相互关系；3. 学会有源逆变电路的参数计算和性能分析。
技能目标：1. 能够正确绘制有源逆变电路图，并进行电路仿真；2. 学会使用相关仪器、仪表对有源逆变电路进行性能测试；3. 能够运用所学知识解决实际应用中的有源逆变电路问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好，激发学生的创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，提高学生的团队合作能力和问题解决能力；3. 引导学生关注有源逆变电路在新能源、电力电子等领域的应用，增强学生的社会责任感。
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：学生为高中年级学生，具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 有源逆变电路基本概念：介绍有源逆变电路的定义、功能及其在电力电子领域的应用。
- 教材章节：第二章第五节- 内容列举：逆变电路的定义、类型、基本原理及应用场景。
2. 有源逆变电路工作原理：分析有源逆变电路的工作原理，包括开关元件、控制策略等。
- 教材章节：第二章第六节- 内容列举：开关元件的工作原理、控制策略、逆变电路的调制方法。
3. 有源逆变电路的电路构成：讲解有源逆变电路的主要组成部分，包括开关器件、滤波器、控制器等。
- 教材章节：第二章第七节- 内容列举：开关器件的种类、滤波器的设计、控制器的功能。
4. 有源逆变电路参数计算：学习有源逆变电路主要参数的计算方法。
- 教材章节：第二章第八节- 内容列举：输出电压、输出电流、开关频率等参数的计算。
5. 有源逆变电路性能分析：分析影响有源逆变电路性能的因素，包括效率、稳定性等。
电源逆变器课程设计
电源逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电源逆变器的基本原理，掌握其工作流程及关键部件功能。
2. 掌握电源逆变器的种类、性能指标及其在生活中的应用。
3. 了解电源逆变器相关的安全知识及使用注意事项。
技能目标：1. 能够分析电源逆变器的电路图，并进行简单的设计与搭建。
2. 学会使用万用表、示波器等工具对电源逆变器进行性能测试。
3. 能够运用所学知识解决实际生活中与电源逆变器相关的简单问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识，提高实践能力。
2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通、协作能力。
3. 培养学生关注环保、节能，提高社会责任感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以实践操作为主，注重理论知识与实践技能的结合。
学生特点：初中年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，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，引导学生主动探究，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. 电源逆变器的基本原理：包括逆变器的工作原理、关键部件（如整流器、滤波器、逆变器电路等）的作用及相互关系。
- 教材章节：第三章“电源逆变器原理及其应用”2. 电源逆变器的种类及性能指标：介绍不同类型的电源逆变器，如方波逆变器、正弦波逆变器等，及其性能参数、适用范围。
- 教材章节：第四章“电源逆变器的种类及性能参数”3. 电源逆变器的应用：分析电源逆变器在生活中的应用实例，如车载逆变器、太阳能逆变器等。
- 教材章节：第五章“电源逆变器的应用实例”4. 电源逆变器电路分析与设计：学习电源逆变器电路分析方法，进行简单电路设计与搭建。
- 教材章节：第六章“电源逆变器电路分析与设计”5. 电源逆变器性能测试：掌握使用万用表、示波器等工具对电源逆变器性能进行测试的方法。
- 教材章节：第七章“电源逆变器性能测试与调试”6. 安全知识及使用注意事项：了解电源逆变器使用过程中的安全常识，强调注意事项。
单相PWM逆变电路课程设计
电力电子技术课程设计题目：设计一个电压型spwm控制的负载性负载逆变电路姓名：学号：院系：班级：指导老师：日期：目录一前言1.1 电力电子简介 (2)1.2 课题目的 (3)1.3 课题内容及要求 (3)1.4 课题意义 (3)二单相桥式逆变电路2.1 电压型逆变电路 (4)2.2 电流型逆变电路 (6)三单相桥式PWM逆变主电路设计3.1 逆变控制电路的设计 (9)3.2 正弦波输出变压变频电源调制方式 (11)3. 3种调制方式下逆变器输出电压谐波分析 (13)四驱动和保护电路的设计4.1 过电流保护 (14)4.2 驱动电路的设计 (14)五使用的元件 (16)六仿真实验 (19)七心得体会 (24)八参考文献 (24)一前言1.1 电力电子简介随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。
目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。
IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。
它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。
尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外绝缘材料的缺陷也是一个问题。
单项逆变电路课程设计
单项逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握单项逆变电路的基本原理和电路组成。
2. 学生能够准确描述逆变电路中各个组件的作用，如二极管、晶体管和变压器。
3. 学生能够解释逆变电路工作过程中的电压和电流变化规律。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确绘制单项逆变电路的原理图。
2. 学生能够通过实验操作，搭建并测试单项逆变电路，观察并分析电路性能。
3. 学生能够运用相关公式，计算逆变电路的输出电压和输出功率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对待科学实验的严谨态度，注重实验安全，养成良好的实验操作习惯。
2. 激发学生探索电子技术的兴趣，提高学生对电力电子技术在实际应用中的认识。
3. 培养学生的团队协作能力，学会与他人共同分析问题、解决问题，共同完成学习任务。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，旨在帮助学生掌握单项逆变电路的基本原理和实际应用。
学生特点分析：学生为初中年级，具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力，对电力电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过实验和实际操作，使学生更好地理解和掌握单项逆变电路的知识。
将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. 逆变电路基本原理：包括逆变电路的定义、工作过程及其在电力电子技术中的应用。
- 教材章节：第三章“逆变电路及其应用”2. 逆变电路的组成及各组件作用：- 教材内容：二极管、晶体管、变压器等组件在逆变电路中的作用及其相互关系。
3. 单项逆变电路的原理图绘制：- 教材章节：第三章图3-2“单项逆变电路原理图”4. 实验操作与电路测试：- 教材内容：实验3-1“单项逆变电路的搭建与测试”5. 逆变电路输出电压和输出功率的计算：- 教材章节：第三章“逆变电路的输出电压和输出功率的计算”6. 电力电子技术在实际应用中的案例分析：- 教材内容：第三章“逆变电路应用案例分析”教学内容安排与进度：第一课时：介绍逆变电路基本原理，讲解教材第三章相关内容。
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本科电力电子技术课程设计说明书
题目：基于SG3524芯片的逆变电源设计
与MATLAB仿真
(控制电路）
学院：机电工程学院
专业：农业电气化与自动化
姓名：王德昭
学号：1
指导教师：洪宝棣
职称：副教授
设计完成日期：二Ο一五年一月
电力电子简介 (4)
课设的目的 (4)
课程设计要求 (4)
课程设计的主要内容与技术参数 (5)
二、单相电压型逆变电路 (7)
全桥逆变电路 (7)
三、器件的选择 (8)
内部结构图
SG3524引脚功能
SG3524引脚图
四、控制电路 (10)
五、心得体会 10
一、前言
电力电子简介
电力电子技术又称为功率电子技术，他是用于电能变换和功率恐控制的电子技术。
电力电子技术示弱电控制强电的方法和手段，是当代高兴技术发展的重要内容，也是支持电力系统技术革命和技术革命的发展的重要基础，并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。
微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展，极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。
电力电子器件是电力电子技术发展的基础。
正是大功率晶闸管的发明，使得半导体变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。
而二十时间九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。
电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门，包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。
功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电，小到一瓦的手机充电器，电力电子技术随处可见。
电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展，电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快，控制方便，灵活的特点，能够显著地改善电力系统的特性，在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。
课设的目的
1）通过对单相桥式PWM逆变电路的设计，掌握单相桥式PWM逆变电路的工作原理，综合运用所学知识，进行单项桥式全控整流电路和系统设计的能力。
2）了解与熟悉单相桥式PWM逆变电路的控制方法。
3）理解和掌握单相桥式PWM逆变电路及系统的主电路、控制电路、保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。
课程设计要求
1、输入直流电源：24V±10%；
2、输出交流电压：220V±10%；
3、控制电路芯片为SG3524；
4、过流保护电路。
课程设计的主要内容与技术参数
1、主电路设计。
2、通过计算选择全控器件的具体型号。
3、确定变压器变比及容量。
4、控制电路芯片分析及接线使用。
5、绘制相关电路图。
6、MATLAB电路仿真，获得输出电压波形；
7、完成设计说明书。
二、单相电压型逆变电路
全桥逆变电路
电压型全桥逆变电路的原理图如图2-1 a所示，它共有四个桥臂，可以看成由两个半桥电路组合而成。
把桥臂1和4作为一对，桥臂2和3作为另一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180度。
其输出电压u0的波形和图2-1b的半桥电路的波形u0形状相同，也会矩形波，但其幅值高出一倍，U m=U d。
在直流电压和负载都相同的情况下，其输出电流i0的波形当然也和图2-1b中的i0形状相同，仅幅值增加一倍。
图一中的VD1、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应于图一种的VD1和VD4,、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间。
关于无功能量的交换，对于半桥逆变电路的分析也完全适用于全桥逆变电路。
在阻感负载时，还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压，这种方式称为移相调压。
移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。
在图2-1a的单相全桥逆变电路中，各IGBT的栅极信号仍为180度正偏，180度反偏，并且V1和V2的栅极信号互补，V3和V4的栅极信号互补，但V3的基极信号不是比V1落后180度，而是只落后（0<<180度）。
也就是说，V3、V4的栅极信号不是分别和V2、V1的栅极信号同相位，而是前移了180度—。
这样，输出电压u0就不再是正负各为180度的脉冲，而是正负各为脉冲，各IGBT的栅极信号u G1~u G4及输出电压u0、输出电流i0的波形如图2-1b所示。
下面对其工作过程进行具体分析。
设在t1时刻前V1和V4导通，输出电压u0为U d，t1时刻V3和V4栅极信号反向，V4截止，而因负载电感中的电流i0不能突变，V3不能立刻导通，VD3导通徐柳。
因为V1和VD3同时导通，所以输出电压为零。
到t2时刻V1和VD2栅极信号反向，V1截止，而V2不能立刻导通，VD2导通续流，和VD3构成电流通道，输出电压为—U d。
到负载电流过零并开始反向时，VD2和VD3截止，V2和V3开始导通，u0仍为—U d。
t3时刻V3和V4栅极信号再次反向，V3截止，而V4不能立刻导通，VD4导通续流，u0再次为零。
以后的过程和前面类似。
这样，输出电压u0的正负脉冲宽度就各位。
改变，就可以调节输出电压。
在纯电阻负载时，采用上述移相方法也可以得到相同的结果，只是VD1~VD4不再导通，不起续流作用。
在u0为零期间，四个桥臂均不导通，负载也没有电
流。
显然，上述移相调压方式并不适用于半桥逆变电路。
不过在纯电阻负载时，仍可采用改变正负脉冲宽度的方法来调节半桥逆变电路的输出电压。
这是，上下两桥臂的栅极信号不再是各180度正偏、180度反偏并且互补，而是正偏的宽度为、反偏的宽度为180度—，二者相位差为180度。
这是输出电压u0也是振幅脉冲的宽度各为。
图2-1：单项全桥逆变电路的移相调压方式
三、器件的选择
内部结构图
SG3524引脚功能
目前国内外生产的PWM型和PFM（脉频调制）型开关集成控制器已达上百种，其中PWM型集成控制器以SG3524较为流行，它是美国硅通用公司（Silicon General）生产的双端输出式脉宽调制芯片，包括了所有无电源变压器开关电源所要求的基本功能，如控制、保护、取样放大等功能，使用方便灵活，同时在制造上采用常规的平面工艺。
SG3524可为脉宽调制式推挽、桥式、单端及串联型SMPS（固定频率开关电源）提供全部控制电路系统的控制单元。
由它构成的PWM 型开关电源的工作频率可达100kHz，适宜构成100－500W中功率推挽输出式开关电源。
SG3524采用是定频PWM电路，DIP－16型封装。
（1）工作电压范围宽：8—35V。
（2）（%）V微调基准电源。
（3）振荡器工作频率范围宽：100Hz—400KHz.
（4）具有振荡器外部同步功能。
（5）死区时间可调。
（6）内置软启动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有P
SG3524引脚图
四、控制电路及保护电路图
五心得体会
在这次的电力电子课程设计中，我遇见了各种各样的困难。
通过查阅资料，向老师和同学请教才解决了部分的问题。
这让我了解到了自己在这门课程上的不足之处和薄弱环节。
另外课本知识和实践设计还是有很大的差别，这更加让我理解了真理出自实践这句名言的可贵之处。
以后我会更加注重将理论知识活运用于实践，为自己的专业甚至就业打好坚实的基础。
感谢在这次课程设计中，帮助我的同学和老师们。
六参考文献
(1)黄俊，王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社，1996.
(2)何仰赞,温增银.电力系统分析[M].武汉:华中科技大学出版社，2002.
(3)王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社，2009.
(4)内蒙古电力技术，2010.。