电力电子课程设计

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电力电子类课程设计

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。

基于电力电子的课程设计

基于电力电子的课程设计

基于电力电子的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本原理和分类,理解不同器件的工作特点及应用场景。

2. 学习并掌握基本的电力电子变换电路原理,包括AC-DC、DC-AC、DC-DC 等变换技术。

3. 了解电力电子装置的控制策略,包括PWM调制原理及其在电力电子设备中的应用。

技能目标:1. 能够分析并设计简单的电力电子电路,进行电路仿真和实验操作。

2. 能够运用电力电子技术解决实际问题,如设计一个小型的电力调节器。

3. 能够通过实际操作,验证理论知识,并培养动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术领域的兴趣,激发探索精神和创新意识。

2. 强化学生的团队合作意识,通过小组讨论和项目实施,培养协作解决问题的能力。

3. 增强学生的环保意识,理解电力电子技术在节能减排中的重要作用,培养社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论讲授与实践操作相结合的方式,使学生在理解电力电子基础知识的同时,能够掌握一定的应用技能,并培养积极的情感态度价值观。

课程目标具体且可衡量,便于学生和教师明确课程预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类- 教材章节:第一章 电力电子器件- 内容:PN结、晶闸管、GTO、MOSFET、IGBT等器件的工作原理和特性。

2. 电力电子变换电路- 教材章节:第二章 电力电子变换技术- 内容:AC-DC、DC-AC、DC-DC变换电路的原理、电路结构及其应用。

3. 电力电子装置控制策略- 教材章节:第三章 电力电子装置的控制- 内容:PWM调制原理、调制方法及其在电力电子装置中的应用。

4. 电力电子技术应用案例分析- 教材章节:第四章 电力电子技术应用- 内容:电力调节器、逆变器、变频器等实际案例分析,探讨电力电子技术在实际工程中的应用。

5. 实践操作与电路仿真- 教材章节:第五章 实践操作与电路仿真- 内容:结合Multisim、LTspice等软件进行电路仿真,动手搭建和调试简单电力电子电路。

电力电子课程设计

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

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

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

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

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。

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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=0.5V2、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。

反馈回路检测其输出电压,并与基准电压比较,其误差通过误差放大器进行放大,控制脉宽调制电路,再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间,从而调整输出电压。

其结构图如图1-1所示。

图1-1 开关电源结构图2、整流电路的设计整流是将交流电变成脉动直流电的过程。

电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。

整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。

2.1整流电路的选择单相整流电路有两种:电容输入型电路和扼流圈输入型电路两种基本电路的比较如下:(1)开关电源多采用脉宽调制方式,空载时开关晶体管的导通时间非常短。

其导通时间随开关电源的设计方法不同而异,也有采用控制开关晶体管电路的延时进行的间歇开关工作,这时,若采用扼流圈输入型整流电路,接近空载时,扼流固变为临界值,逆流电路由扼梳阂输入型变为业为电容输入型。

为此,从满载到空载变动时,整流输出电压变动较大,空载时有可能进入间歇开关领域。

(2)开关电源的特点是效率高而体积小,若使用扼流圈时,为提高负载调整率需要接入扼流圈以及阻尼电阻。

(3) 扼流圈可能与次级侧滤波回路产生谐振。

因此,开关电源的输入整流电路采用电容输入型。

2.1.1单相半波整流电路单相半波整流电路是最简单的整流电路如图2-1(a)所示,仅利用一个二极管来实现整流功能,其波形如图2-1(b )所示。

单相半波整流电路的输出电压平均值为:(2U 为变压器副边输出电压的有效值) 20045.02)(sin 221U U t t U U ===⎰πωωππ图2-1(a ) 单相半波整流电路图2-1(b)单相半波整流电路波形2.1.2单相桥式整流电路单相半波整流电路的缺点是只利用了电源的半个周期,输出电流较小,同时整流电压的脉动较大。

全波整流电路可以克服这些缺点,其中最常用的是单相桥式整流电路,它是由四个二极管接成电桥的形式构成的。

可以看到,四个二极管分为两组,正负半周轮流导通,但负载上电流方向不变,此即为全波整流。

单相半波整流电路如图2-2(a)所示,其波形如图2-2(b)所示。

图2-2(a)单相桥式整流电路图2-2(b ) 单相桥式整流电路波形单相桥式整流电压的平均值为:209.0U U ≈(2U 为变压器副边输出电压的有效值),比半波整流输出电压高。

因此,整流电路选用单相桥式整流电路。

2.3 参数计算以及元器件的选型输出功率W A V P 1202450=⨯=如果考虑变压器的效率80%,则整流电路的输出功率应为:W P P 150%80/'0== 则可以设定整流电路输入电压V U 2201=,输出电压100V 、电流1.5A 。

2.3.1整流管参数计算变压器副边输出电压的有效值V U 2202=,则VV U D 1982209.0=⨯=A U P I D D 76.0'0== 二极管的最大反向电压:VV U RM 2.3112202=⨯=二极管平均电流:A A I I D dvD 38.076.02121=⨯== 二极管的电流有效值: A I I D vD 54.0276.02=== 在考虑安全裕量的情况下,二极管的额定电压:V U U RM N 4.933~3.622)3~2(=⨯=二极管的额定电流: A I I VD N 69.0~52.057.1)2~5.1(=⨯= 选用1N4004/A 整流二极管,最高反向工作电压为400V,额定工作电流为1.0A ,正向压降为1V 。

2.3.2 滤波电容参数计算整流电路负载RL=U 0/I 0=198V/0.76A=260Ω在工程中,一般取S T C R L 05.02501525=⨯=⨯==τ 由于Ω=260L R则F R C μτ192260/05.0/===选用F C μ200=、耐压为200V 的极性电解电容。

3、DC/DC 变换器的设计DC/DC 变换器进行功率变换,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来调整输出电压,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,它是开关电源的核心部分,开关电源DC/DC 变换器有多种电路方式,常有的有工作波形为方波的脉宽调制(PWM)变换器以及工作波形为正弦波的谐振变换器。

基本工作原理如图3-1所示。

图3-1 DC/DC变换器的基本原理图3.1 功率转换电路的选择PWM型稳压电源功率转换电路有全桥、半桥等。

3.2.2 全桥式功率转换电路工作原理是:当一组开关晶体管(例如VT1、VT4))寻通时,截止晶体管(VT2、VT3)上加的电压即为输入电压V I。

当所有的晶体管截止时,同臂上的两只开关晶体管共同承受输入电压即V I/2。

由高频变压器漏感引起的电压尖峰,当其超过输入电压时,反向并接在开关晶体管的集射之间的告诉续流二极管便导通,集电极电压被钳位在输入电压上。

全桥式功率转换电路如图3-2所示。

它的缺点是:使用4只开关晶体管,需要4组彼此隔离的基极驱动电路,电路复杂,元器件多。

3.2.3 半桥式功率转换电路工作原理是:当一对开关晶体管管截止时,若电容C01和C02的容量相等而且电路对称,则电容中点A的电压为输入电压的—半,即为V C01=V C02=V I/2。

当VT1被激励导通时,电容C01将通过VT1,和变压器T1的初级绕组N1放电,同时,电容C02则通过输入电源、VT1和V I的初级绕组N l充电、中点A的电位在充放电过程中将按指数规律下降。

在VT l导通终了时,V A将下降至V I/2—∆V I;接着是一对晶体管都截止的期间,此时,V CE1=V C01,V CE2=V C02都接近输入电源电压的一半;当VT2激励导通时,电容C01将被充电,电容C02将放电,中点A电位在VT2导通终了时将增至V I/2+∆V I,即中点A的电位在开关过程中将在V I/2的电位上以±∆V I的幅度作指数变化。

当一个晶体管导通时,截止晶体管上加的电压约为等于输入电压,晶体管由导通转为截止的过程中,漏感引起的尖峰电压被二极管钳位,因此,开关管上承受的最高电压不超过电源电压。

而且,晶体管的数量只是全桥式的一半,这是其优点。

但要得全桥和推挽式电路相同的输出功率,开关晶体管必须流经两倍的电流,因此,一般适宜获得中等功率输出。

半桥式功率转换电路具有抗不平衡能力。

为此,获得其广泛应用。

本次课程设计也选用半桥式功率转换电路。

3.2 参数计算以及元器件的选型3.2.1整流输出二极管参数计算 A U U 67.269.0249.002=== 二极管的最大反向电压: V V U U RM43.7567.2622222=⨯==二极管平均电流: A I I dVD 5.2210== 二极管的电流有效值: A I I D VD 54.32== 二极管的额定电压:V U U RM N 29.226~86.150)3~2(=⨯=二极管的额定电流: A I I VD N 51.4~38.357.1)2~5.1(=⨯= 选用6A1的二极管,,额定工作电流为6A ,正向压降为0.95V 。

3.2.2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=0.5V代入数据得:3.395.05.02485.02/1982/=++⨯=++⋅=D LF O i V V V D V K3.2.3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%= 1 A ,也就是当输出电流在IOmin= Io *10%= 0.5 A 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 oo s o fV V K V V I f V L ---⋅⨯=代入数据得:uHV V K V V I f V L DLF i oo s o f 2.19]95.05.03.32/198241[5.0)101002(224]2/1[)2(23min =--⨯-⨯⨯⨯⨯=---⋅⨯=3.2.4滤波电容的计算规定输出电压的最大纹波值为ΔV= 100 mV ,则可由下式确定输出滤波电容的大小: ]2/1[)2(82DLF i os f o f V V K V V V f L V C ---∆⋅⋅=代入数据得:uFV V K V V V f L V C DLF i os f o f 25.6]95.05.03.32/198241[10100)102(1092.1824]2/1[)2(832552=--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---∆⋅⋅=- 3.2.5开关管的选择开关电源的开关管有功率晶体管(GTR )、功率场效应晶体管(MOS FET )和绝缘栅双极晶体管(IGBT )等。

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