电力电子技术课程设计要点.docx
电力电子技术课程设计要点摘要高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、沟通电源、各种工业电源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。它能把电网提供的强电和粗电，它是当代电子设备重要的“心脏供血系统。BUCK变换器是开关电源基本拓扑构造中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因而能够直接用于需要直接降压的地方。关键词：稳压电源；buck变换器AbstractHasbeenwidelyusedintheDCpowersupply,ACpowersupply,industrypowersupplyofhighfrequencyswitchingpowersupply,communicationpowersupply,communicationpowersupply,inverterpowersupply,computerpowersupplyetc.Itcanprovidehighpowerandcoarsegridelectricity,itisanimportantsystemofmodernelectronicequipment"thebloodflowtotheheart".BUCKconverterisaswitchforpowersupplythebasictopologyofBUCKconverter,alsocalledbuckconverter,aDCchopperforbucktoinputandoutputvoltage,theoutputvoltageislessthantheinputvoltage,becauseofitsvariablefunctionsuperior,therefore,itcanbedirectlyusedfortheneedfordirectstep-downplace.Keyword：regulatedpowersupply；BUCKconverter目录摘要-Abstract-第一章设计目的与要求-11、设计目的-12、设计要求-1第二章主电路设计与元件参数选型-21、主电路设计-22、IGBT驱动电路简介-33、元件参数选型-3第三章系统建模与仿真-51、MATLAB仿真简介-52、主电路建模-53、控制电路的实现-104、仿真中出现的问题以及解决方法-11第四章仿真结果分析-14第五章设计小结-15第六章参考文献-16第一章设计目的与要求1、降压斩波电路的设计目的(1)、通过对降压斩波电路buckchopper的设计，把握buckchopper电路的工作原理，综合运用所学知识，进行buckchopper电路和系统设计的能力。(2)、了解与熟悉buckchopper电路拓扑、控制方法。(3)、理解和把握buckchopper电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，把握元器件的选择计算方法。(4)、具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。2、降压斩波电路的设计要求(1)、计内容:对BuckChopper电路的主电路和控制电路进行设计，参数如下：直流电压E380V，反电动式E148V，输出功率为5KW。(2)设计要求(a)理论设计：了解把握BuckChopper电路的工作原理，设计BuckChopper电路的主电路和控制电路。包括：IGBT电流,电压额定的选择，画出完好的主电路原理图和控制电路原理图、列出主电路所用元器件的明细表。(b)仿真实验:利用MATLAB仿真软件对BuckChopper电路主电路和控制电路进行仿真建模设计第二章主电路设计与元件参数选型1、主电路设计降压斩波电路主电路工作原理图如下：图一：降压斩波电路主电路工作原理图1t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压0UE=，负载电流0i按指数曲线上升。2t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压0U近似为零，负载电流0i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。当电路工作稳定时，负载电流在一个周期的初值和终值相等如图2所负载电压的平均值为：onononoffttUEEEttT=+式中，ont为V处于通态的时间，offt为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通占空比，简称占空比或导通比。负载电流的平均值为：UIR=若负载中L值较小，则在V关断后，到了2t时刻，负载电流已衰减至零，会出现负载电流断续的情况。负载电压0U平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。2、IGBT驱动电路简介IGBT是三端器件，具有栅极G，集电极C和发射极E。它是个场控器件，通断由栅射极电压Uge决定。Uge大于开启电压Uge(th)时，MOSFET内构成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。通态时电导调制效应使电阻R减小，使通态压降减小。当栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。一般IGBT的开启电压Ugeth在25度时为26V左右，而实际一般驱动电压取1520V，且关断时施加一定幅值的负驱动电压，有利于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入一只低值电阻有利于减小寄生振荡，该电阻值应随被驱动器件电流定额值的增大而减小。图二：IGBT构造
