电力电子课程设计定稿版
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力电子专业中非常重要的一环，它是将电力电子学习与实际应用相结合的重要途径之一。
由于电力电子技术在现代化工业、通信、电力、航空、宇航、农业和家庭等领域中的应用越来越广泛，因此，学生需要在课程设计中学习和掌握相关的基础理论和实践技能，以进一步提高他们的职业技能和竞争力。
下面是一份电力电子技术课程设计范例，以帮助学生更好地理解课程设计的具体实施过程和重要性。
第一步：确定课程设计的主题和目标在确定课程设计主题之前，学生需要仔细研究相关的文献，了解当前和未来的技术发展趋势和业界应用需求。
主题的选择应与实际应用领域紧密相关，以便更好地为学生提供有效的学习经验和实践能力。
然后，学生需要明确课程设计的目标，包括学生所需的知识、技能和能力。
学生应确定课程设计目标的量化和可衡量性，以便能够更好地评估学生在课程设计中的表现和达成的结果。
第二步：确定课程设计的内容和参考资料在确定课程设计内容之前，学生需要根据主题和目标确定需要用到的理论知识和实践技能。
然后，需要进一步细化课程设计的内容，涉及电路设计、模拟仿真、原型制作和测试等方面。
学生还可以根据需要选择不同的参考书籍、技术文献和案例，以帮助他们更好地理解理论知识和实践技能。
第三步：制定课程设计计划和进度表在确定课程设计内容和参考资料之后，学生需要开始制定课程设计的计划和进度表。
这包括课程设计的开始和结束日期、课程设计的阶段、任务分配、数据采集和处理、实验设备准备等。
学生也需要确定每个阶段的截止日期和进度表，以确保他们能够按时完成课程设计。
第四步：实施课程设计和记录结果在课程设计实施阶段，学生需要根据计划和进度表开始实施任务。
学生应在此阶段中注意保持适当的沟通和协作，以便能够更好地完成任务。
学生需要记录实验数据和结果，并进行分析和讨论，以便更好地理解电力电子技术的实际应用。
第五步：撰写最终报告在完成课程设计之后，学生需要将实验结果和分析总结成最终报告。
电力电子课程设计正式版
电力电子课程设计正式版引言电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。
普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电。
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。
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。
在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。
该调制方法的最大缺点是它的4个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大[1]。
本文针对正弦波输出变压变频电源SPWM调制方式及数字化控制策略进行了研究，以TMS320F240数字信号处理器为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出。
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电力电子课程设计
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
本科课程设计专用封面
设计题目： Cuk 变换器的设计与仿真 所修课程名称： 电力电子技术课程设计 修课程时间： 2013 年 06 月 17 日至 6 月 23 日 完成设计日期： 2013 年 06 月 23 日 评阅成绩： 评阅意见：
评阅教师签名： 年 月 日
________学院____专业 姓名_____ 学号_____
………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）………………………………
Cuk 变换器的设计与仿真
一．设计要求
1）完成Cuk 变换器的设计、仿真；
2）设计要求：
输入：DC100V ； 输出：DC50~150V
二．题目分析
Cuk 电路是一种可升降压的直流变换器电路，它基本可看成是升压电路和降压电路相结合产生的一种开关电路，其电原理图如图1所示
图1 Cuk 主电路图
基本工作原理为：
当控制开关VT 处于通态时，E —L 1—V 回路和R —L 2—C —V 回路分别流过电流。
当控制开关VT 处于断态 时，E —L 1—C —VD 回路和R —L 2—VD 回路分别流过电流。
输出电压的极性与电源电压极性相反。
稳态时电容C 的电流在一周期内的平均值应为零，也就是其对时间的积分为零，即
在书P127页的等效电路中，开关S 合向B 点时间即V 处于通态的时间t on ，则电容电流和时间的乘积为I 2t on 。
开关S 合向A 点的时间为V 处于断态的时间t off ，则电容电流和时间的乘积为I 1 t off 。
由此可得
off
1on 2t I t I
从而可得 ：
假设电容C 很大使电容电压uc 的脉动足够小，可得输出电压Uo 与输入电压E 的关
系。
当V 导通时，即开关S 合到B 点时，B 点电压uB=0，A 点电压u A =-u c 。
当V 截止时，即开关S 合到A 点时，u B =u c ,u A=0，B 点电压u B 平均值为U B=toff.U c/T
又因电感L 1的电压平均值为零，所以E =U B=toff.U c/T 。
电感L 2的电压平均值为零，A 点的电压平均值为U a =-t on .U c /T
可得出输出电压U o 与电源电压E 的关系
Cuk 斩波电路有一个明显的优点，其输入电流和输出负载电流都是连续的，没有阶跃变化，有利于对输入输出进行滤波。
三．主电路设计、元器件选型及计算：
主电路设计：结合CUK 原理图设计为如下图2主电路图.
其中电路元件分别为：直流电压源一个，电感两个，电解电容两个，电阻一个，
二极管一个，一个IGBT 和触发电压。
图2 Cuk 主电路图
元器件计算及选型：
首先输入电流E=100V ，开关频率f=20KHz ，取R=10Ω。
αα-=
-==1on on on off 12t t T t t I I E E t T t E t t U α
α-=-==
1on on off on o
输出电压U0=Ton*E/Toff=α*E/(1-α)=0.4×100/(1-0.4)=66.67V。
输出电流I2=U0/R=66.7/10=6.67A，输入电流I1=α*I2/（1-α）=4.45A。
电感取值L1=l2=1mH,电解电容取值C1=C2=30uF。
IGBT型号：1XGH20N60A
二极管型号：D1N5823
脉冲参数设置：
图3 脉冲电压参数设置
四．主电路仿真分析
利用orCAD对电路仿真得到以下仿真波形：
脉冲电压波形
图4 Ton期间脉冲为12V，Toff期间脉冲为-1V。
输入电压波形
图5
输出电压波形
图6 输出电压=100*0.4/0.6=66.67V
输入电流波形
图7 输入电流I1=α*I2/（1-α）=4.45A
图8
输出电流波形
10.0A
5.0A
0A
0s10ms20ms30ms40ms50ms -I(R1)
Time
图9 输出电流I2=U0/R=66.7/10=6.67A
IGBT和二极管的两端电压
200V
0V
-200V
30.100ms30.200ms30.300ms30.396ms
V(L1:2)V(L2:1)
Time
图10 正方形为IGBT，菱形为二极管通过IGBI和二极管的电流（正方形为IGBT，菱形为二极管）
图11
五．控制电路设计
控制原理：
下图所示是DC／DC变换器控制系统的控制电路。
专用触发芯片SG3525所产生的仅仅只是 PWM 控制信号，强度不够，不能够直接去驱动 IGBT，中间还需要有驱动电路。
另外，主电路会产生很大的谐波，很可能影响到控制电路中PWM 信号的产生。
因此，还需要对控制电路和主电路进行电气隔离。
图12
六．设计总结
首先，我们小组做的课题是Cuk变换器的设计与仿真。
通过书本和网上资料整理出有用的信息。
然后，我们通过计算，分析，分工合作以及集体讨论思考完成了此次课程设计。
在这次课程设计中，遇到了不少问题。
第一个问题是orCAD仿真软件的安装和使用，很不熟练，总是出现各种各样的错误，在同学的帮助下总算画好了原理图。
第二个问题就是电路元器件参数和型号的确定，虽然计算出器件参数，按计算的设置好后，在仿真时却发现实际输出电压和设定的输出电压相差甚远，仿出来的波形完全不同于理论上的波形，不论怎样修改参数，输出电压Ｕｏ总是上不去，达不到50V~150V的输出要求。
另外就是元件型号的确定，我们发现参数和型号的对应关系并不明显，不容易通过额定电压和额定电流来确定二极管和IGBT的型号。
最后在汤老师的帮助下，将电容换成了电解电容，在R两端接了一个电容，并将元器件的型号作了修改，这些问题才得到
解决。
在解决这些问题的过程中，老师和同学的帮助很大，自己也收获颇多。
在这次课程设计中，通过查找资料，请教老师，询问同学，以及不懈的努力，学会了使用orCAD 仿真软件，对Cuk变换器有了更深的理解，对电力电子这门课的应用加深了认识，也培养了自己独立思考的能力。
参考文献：
[1] 王兆安编着.电力电子技术.北京:机械工业出版社,2013年1月
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