电力电子课程设计封面.doc

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1、电力电子技术课程设计 院系： 信息科学与工程学院 题目： 升压斩波电路设计 专业： 电气工程及其自动化 班级： 电气1101 学号： 姓名： 黄宗乐 班级： 电气1101 学号： 姓名： 徐玉鹏 班级： 电气1101 学号： 姓名： 王 羽 指导老师： 黄靖、刘华姿 2013 学年 第 1 学期目录一：前言*二：正文* 2.1：设计的基本要求* 2.2：总体方案的确定* 2.3：主电路和控制电路原理说明* 2.4：电路参数计算和元件选取* 2.5：保护电路工作原理*三：元器件清单*四：参考文献*五：附图*升压斩波电路（Boost Chopper）设计一：前言斩波电路即将直流电变为另一固定电压或

2、可调电压的直流电。也称为直流直流变换器（DC/DC Converter）。一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流交流直流。斩波电路原来是指在电力运用中,出于某种需要,将正弦波的一部分斩掉.(例如在电压为50V的时候,用电子元件使后面的500V部分截止,输出电压为0.)后来借用到DC-DC开关电源中,主要是在开关电源调压过程中,原来一条直线的电源,被线路斩成了一块一块的脉冲。 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。 复合斩波电路不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路相同结构基本斩波电路组合。而斩波电路主要

3、如下：1、Buck电路：降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。 2、Boost电路：升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同 3、Buck-Boost电路：降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电感传输。 4、Cuk电路：降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电容传输。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(2030)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)， 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。所以直流斩波电路在

4、当今社会起到了举足轻重的作用。二：正文2.1：设计的基本要求A：升压斩波电路设计设计要求：1、输入直流电压：Ud=40V2、开关频率100KHz3、输出电压范围80V120V4、输出电压纹波：小于1%5、最大输出电流：5A6、具有过流保护功能，动作电流：6A7、具有稳压功能8、效率不低于70%B:升压斩波电路的应用1、直流电动机传动2、单相功率因数校正（Power Factor CorrectionPFC）电路3、用于其他交直流电源中4、用于直流电动机传动时上图用于直接电动机回馈能量的升压斩波电路图a：通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源。b: 实际L值不可能为无穷大，因此有电动机

5、电枢电流连续和断续两种工作状态。c: 电机反电动势相当于上图中的电源，此时直流电源相当于上图中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必并联电容器。2.2：总体方案确定2.3：主电路和控制电路原理说明图1.1升压斩波电路图Boost Chopper（升压斩波电路）工作原理：图1.1中假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为EI1tonV断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能

6、量相等 化简得： （1），输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost变换器升压比，调节其即可改变Uo。将升压比的倒数记作b，即。b和导通占空比a有如下关系： （2）因此，式（1）可表示为 （3）升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：L储能之后具有使电压泵升的作用，电容C可将输出电压保持住。整流电路的工作原理：本设计采用桥式电路整流：由四个二极管组成一个全桥整流电路. 对整流出来的电压进行傅里叶变换得，由整流电路出来的电压含有较大的纹波，电压质量不太好，故需要进行滤波。本电路采用RL低通滤波器（通过串联一个电感，滤除电流的高次谐波，并联一个电容滤除电压的高次谐波），以减小纹波。输入端接220V、50Hz的市电，进过变压器T1（原线圈/副线圈为4/1）后输出55V、50Hz。当同名端为正时D2、D5导通，D3、D4截止，电压上正下负。当同名端为负时D2、D5截止，D3、D4导通，电压同样是上正下负，从而实现整流。电感具有电流不能突变，通直流阻交流特性，因此串联一个电感可以提高直流电压品质。而电容具有电压不能突变，通交流阻直流特性，因此并联一个大电容可以滤除杂波，减小纹波。结合两种元器件的特性，组成上图整流电路，可以得到比较理想的直流电压（幅值为50V左右）。