电力电子降压斩波电路课程设计

1、电力电子技术课程设计指南直流降压斩波电路的设计与仿真医院，部门：电气信息工程学院学生名称：尤文导师：胡小迪职称助教专业化：电气工程和自动化类别：电子书1305学号：完成时间：2016年6月湖南工业大学电力电子技术课程设计任务授权书大学：电气信息工程大学专业：电气工程与自动化指导教师胡索迪学生姓名尤文贝任务名称直流降压斩波电路的设计与仿真内容和任务一、设计任务直流降压斩波电路设计二、设计内容1、主电路设计、原理分析和装置选择2、控制电路设计3、保护电路设计4、使用MATLAB软件模拟自己的设计5、系统主图是标准3号CAD图三、设计要求1、直流输入电压100V；2、电阻负载；(r=40)；3、控制

2、电路频率10KHZ4、输出电压纹波系数：0.2%；5，模拟双工作周期分别为0.1，0.2，0.5，0.8的电感电压、电感电流、开关电流、二极管电流和输出电压的波形。主要参考资料1王昭安。电力电子技术M。第五版。北京：机械产业出版社，2009.5。2李继奇。电力电子技术计算机模拟实验M。电子产业出版社。2005洪内江。电力电子与电力拖动控制系统的MATLAB仿真M。机械工业报道。20064中延平。电力电子电路设计。华中科技大学出版社M.20105 Li weibo.matlab的电气工程应用M。北京：中国电力出版社2006教务室意见教务室主任：年月日摘褥子直流斩波电路是将直流变更为其他固定电压或

3、可调整电压的DC-DC转换器，在直流传输系统、充电蓄能器、开关电源、电力电子转换设备和各种电气设备上执行典型应用。结果出现了降压斩波电路、升压斩波电路、提升电压斩波电路、复合斩波电路等多种转换电路。直流斩波技术广泛应用于开关电源和直流电动机驱动，控制平稳，响应快，节能效果好。前提电力电子设备IGBT广泛应用于牵引传动功率传输和转换、有源滤波器等领域。关键词：直流斩波器、降压斩波器ABSTRACTDC chopper as DC into another fixed voltage DC voltage or adjustable in DC converter，and DC-regenerat

4、ive Power transmission system，CCS.the commutation circuit DC chopper technology has been widely used in switching power supply and DC driver，Makeits smooth acceleration controlKeywords: DC chopping巴克乔柏列表线程11设计含义和要求21.1设计语义22方案设计分析22.1计划决定2三周电路和控制电路设计33.1主电路设计33.2控制电路设计54驱动电路和保护电路设计94.1驱动电路设计94.2保护电路

5、设计115通过MATLAB模拟145.1 MATLAB软件简介145.2电路模拟14结论18参考文献19感谢演讲20附录a原理图21附录b系统摘要22引言现代电力电子技术的发展方向由低频技术处理问题的传统电力电子转变为用高频技术处理问题的现代电力电子。电力电子技术从20世纪50年代后期60年代初期的硅整流装置开始，先后经历了整流时代、变频器时代、变频器时代，促进了电力电子技术在许多新领域的应用。80年代末和90年代初发展起来的电力MOSFET和IGBT代表的、高频、高压和大电流相结合的电力半导体复合装置表明，现有电力电子技术已进入现代电力电子时代。直流斩波电路(Dc Chopper)的功能是将

6、DC(有时称为DC-DC转换器(DC/DC Converter)更改为另一个固定或可调整的DC，直流斩波电路(DC Chopper)通常是DC-AC-DC直流斩波电路的种类有6种基本斩波电路、降压斩波电路、升压斩波电路、提升压力斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、zeta斩波电路、前两种是最基本的电路。直流斩波是一种转换器设备，通过将固定直流电压转换为其他固定或可调整电压来满足负载所需的直流电压。也称为直接DC-DC转换器(DC/DC Converter)。通过以一系列脉冲电压定期快速传送和中断恒定直流电压，改变此脉冲列的脉宽或频率，可以调整输出电压的平均值。直流斩波不仅可以调整直流

7、电压的大小，还可以用于调整电阻的大小和磁场的大小。直流驱动器、开关电源是斩波电路应用的两个重要领域，是电力电子领域的热点。全控制单元选择绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有结合GTR和功率MOSFET优点的优良特性。最初取代了GTR和部分电力MOSFET的市场，应用迅速扩展，成为中小型电力电子设备的领先设备。前者是斩波电路应用的传统领域，后者是斩波电路应用的新领域。直流斩波器、升压斩波器、提升压力斩波器、Cuk斩波器、Sepic斩波器、zeta shopper和前两种是最基本的类型。因此，课程设计的主题是将前提语装置用作IGBT的巴克斩波电路设计。1设计含义和要求1.1设计重要性整流电路是将交流转

8、变为直流的最早的电力电子电路，电路形式多样。当整流器负载容量大或需要直流电压脉动时，必须使用三相整流电路。交流侧有三相电源。在三相控制整流电路中，最基本的可以根据三相半波进行分析，包括三相半波控制整流电路、使用最广泛的三相桥式全控制整流电路和双反转星形控制整流电路、12脉冲控制整流电路等。设计准则：1。电源电压：三相交流U2: 100v/50hz2.输出功率：500瓦3.触发角度4.阻力载荷根据课程设计主题和设计条件，描述主电路的工作原理、计算选择组件参数。设计内容包括：1.整流变压器额定参数计算晶闸管电流、电压额定值参数的选择触发电路设计降压斩波电路设计要求：1，输入直流电压：Ud=100V

9、2，开关频率5KHz3，输出电压20V4，最大输出电流：20A5，L=100mH6，输出：400瓦7、双面雨、2方案设计分析2.1计划决策电力电子设备在实际应用中通常构成以控制电路、驱动电路、保护电路和电力电子设备为核心的主电路。由信息电子电路构成的控制电路根据系统的操作要求形成控制信号，通过控制主电路中电源电子装置的传导或隔离来执行整个系统的功能，如果控制电路产生足够的控制信号来驱动电源电子开关，则不需要驱动电路。根据降压斩波电路设计工作要求设计结构框图，如图2.1所示。图2.1降压斩波电路框图在图2.1方框图中，控制电路用于生成降压斩波电路的控制信号，控制电路生成的控制信号被传送到驱动电路

10、，驱动电路可以通过将控制信号添加到开关控制端来产生打开或关闭的信号。控制开关开通和阻塞，控制降压斩波电路的主电路运行。控制电路的保护电路用于保护电路，防止电路过流现象损坏电路设备。三周电路和控制电路设计3.1主电路设计3.1.1主电路系统根据所选主题的设计要求，使用电力电子开关控制电路的通过(off)，从而改变占空比，设计出可以达到我们所需电压的降压斩波电路。从而可以将正在学习的降压电路作为主电路，直接将直线转换为更简单的方案，从而简化电路结构。另一个方案是先将直流电转换为交流电断电，然后再将交流电转换为直流电。这个方案不希望使这个简单的电路变得复杂。对于交换机选择，请选择更熟悉的全控制IGB

11、T管道，而不是半高晶闸管。因为IGBT控制比较简单，输入阻抗高，开关速度快，驱动电路简单，通过状态电压降低，压降高，电流大等优点。3.1.2工作原理根据所学内容，直流降压斩波主电路如图3.1所示。图3.1主电路图直流降压斩波主电路采用全控制装置IGBT控制传导装置。使用控制电路和驱动电路控制IGBT中的中断；t=0时驱动IGBT传导；电源E为负载供电；负载电压=E；负载电流随指数曲线上升。电路工作时的波形图如图3.2所示。图3.2降压电路波形图控制IGBT中断，负载电流继续通过二极管，负载电压接近0，负载电流指数曲线减小。为了使负载电流连续和脉动变小，串行l值大的电感。1循环t结束，驱动IGB

12、T直通，重复上一循环过程。电源在正常状态下工作时，负载电流与一个周期的初始值和初始值相同，负载电压的平均值为IGBT的通过时间；处于休息状态的时间。t是开关周期。是传导占空比。调整负载周期alpha，使负载输出的电压平均值为最大e，降低负载周期alpha，从而减小负载周期alpha。也就是说，作为负载输出的电压的平均Uo是最大U I，减少负载周期alpha会导致Uo减少，从而导致输出电压低于输入电压，因此该电路称为降压斩波电路。3.1.3参数分析需要在主电路中确定参数的元件包括IGBT、二极管、直流电源、电感、电阻值，其确定如下：(1)电源要求输入电压为100V。(2)阻力是由欧姆定律实现的显

13、式负荷阻力值为40欧姆。(3)IGBT如图3.2所示。如果IGBT被阻挡，电路将继续通过二极管流动。IGBT两端的最大正压100V有。相反，当=1时，IGBT具有值为5A的最大电流。因此，必须选择收集器最大连续电流=、反向击穿电压IGBT，常规IGBT满足要求。(4)二极管可承受最大逆电压100V，最大电流接近20A，考虑到双倍余宽，应选择二极管。(5)开关频率f=5KHz(6)电容设计要求输出电压纹波0.2%3.2控制电路设计3.2.1控制电路程序选择控制电路需要实现的功能是在斩波电路中生成控制主电源设备通过制动的控制信号，以达到通过调节占空比控制输出电压大小的目的。斩波电路有三种控制方法。1.在不改变开关周期t的情况下，调整称为脉宽调制或脉宽调整的开关传导时间色调。2.保持传导时间不变，改变开关周期t，成为频率调制或FM类型；3.传导时间和周期t都是可调节的，称为双工作周期变化。斩波电路有这三种控制方法，并且PWM控制技术使用最广泛，因此使用PWM控制方法控制IGBT的隧道传输。PWM控制是调制脉冲宽度的技术。该电路将直流电压“切断”为一系列脉冲，从而改变脉冲的占空比以获得所需的输出电压。由于输入电压和所需的输出电压都是直流电压，因此改变脉冲的占空比是脉冲宽度的调制，脉冲控制等宽和等宽，简单地控制脉冲的占空比。控制电路设计有多种方法，可以通过单芯片微计算机、CPLD等数字计算