电力电子课程设计

PAGEPAGE2PAGE1________学院________学院____专业姓名_____学号_____………………（密）………………（封）………………（线）………………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1Cuk主电路图基本工作原理为：当控制开关VT处于通态时，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分别流过电流。当控制开关VT处于断态时，E—L1—C—VD回路和R—L2—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ton，则电容电流和时间的乘积为I2ton。开关S合向A点的时间为V处于断态的时间toff，则电容电流和时间的乘积为I1toff。由此可得输出电压波形图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输出电流波形图9输出电流I2=U0/R=66.7/10=6.67AIGBT和二极管的两端电压图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]王兆安编著.电力电子技术.北京:机械工业出版社,2013年1月设计计算（30分）仿真验证（50