電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱： 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 開關(guān)恒流電源設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師: 2014 年 6 月 18 日專心-專注-專業(yè)1.設(shè)計(jì)目的（1）利用圖書、論文和網(wǎng)絡(luò)資源查找相關(guān)和相近的信息資料。（2）至少掌握一種電路設(shè)計(jì)輔助軟件，本課程設(shè)計(jì)只要求掌握altiumdesinger或protel99se，掌握PCB制板、電路制作工藝。（3）利用Matlab進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)分析。（4）掌握萬用表、示波器使用技能。（5）掌握構(gòu)建實(shí)驗(yàn)和測(cè)試條件的方法。2.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）BuckChopper開關(guān)電源設(shè)計(jì)，要求

2、正確選擇控制方案，查閱參考資料。（2）繪制電氣控制原理圖，包括主電路圖，正確選擇或設(shè)計(jì)元器件，訂列元器件目錄清單；（3）設(shè)計(jì)部分工藝圖紙（電氣控制圖，電器元件布置圖，安裝接線圖）；（4）BuckChopper電源電路原理分析，定量計(jì)算。（5）進(jìn)行仿真分析。（6）設(shè)計(jì)并制作如圖1所示開關(guān)穩(wěn)壓電源。圖1（7）BuckChopper電源電路的原理分析，定量計(jì)算，學(xué)習(xí)和運(yùn)用有關(guān)的輔助設(shè)計(jì)工具，進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和測(cè)試。（8）編制完整的設(shè)計(jì)說明書。具體設(shè)計(jì)指標(biāo)要求：l 輸入：直流90140Vac。l 輸出：電源恒流350mA，工作電壓范圍4060V（任取一合適的值）,紋波電壓<1%。l 開

3、關(guān)電源的工作頻率為20kHz左右。l 采用脈沖寬度調(diào)制控制集成電路HV9910。1.BuckChopper電源電路設(shè)計(jì)原理如圖1和圖2所示。圖2圖3（1）導(dǎo)通狀態(tài)（2）截止?fàn)顟B(tài)（3）輸入輸出關(guān)系稱為占空比2PWM觸發(fā)脈沖芯片選型選擇HV9910為PWM觸發(fā)脈沖芯片。HV9910是PWM高效率LED驅(qū)動(dòng)IC。它允許電壓從8VDC一直到450VDC而對(duì)HBLED有效控制。HV9910通過一個(gè)可升至300KHz的頻率來控制外部的MOSFET，該頻率可用一個(gè)電阻調(diào)整。LED串是受到恒定電流的控制而不是電壓，如此可提供持續(xù)穩(wěn)定的光輸出和提高可靠度。輸出電流調(diào)整范圍可從MA級(jí)到1.0A。HV9910使用了

4、一種高壓隔離連接工藝，可經(jīng)受高達(dá)450V的浪涌輸入電壓的沖擊。對(duì)一個(gè)LED串的輸出電流能被編程設(shè)定在0和他的最大值之間的任何值，它由輸入到HV9910的線性調(diào)光器的外部控制電壓所控制。另外，HV9910也提供一個(gè)低頻的PWM調(diào)光功能，能接受一個(gè)外部達(dá)幾KHz的控制信號(hào)在0-100的占空比下進(jìn)行調(diào)光。器件極限參數(shù)VintoGND.-0.5Vto+470VCS.-0.3Vto0.8VLD，PWM_DtoGND.-0.3Vto(Vdd-0.3V)GATEtoGND.-0.3Vto(Vdd+0.3V)ContinuousPowerDissipation(TA=+25°C)(Note1)16-

5、PinSO(derate7.5mW/°Cabove+25°C).750mW8-PinDIP(derate9mW/°Cabove+25°C).900mW8-PinSO(derate6.3mW/°Cabove+25°C).630mWOperatingTemperatureRange.-40°Cto+85°CJunctionTemperature.+125°CStorageTemperatureRange.-65°Cto+150°C封裝信息圖45.參數(shù)設(shè)計(jì)因輸出工作電壓Vo取50v，輸出恒流

6、為230毫安。輸入電壓為90-140v，所以占空比為：.當(dāng)Vs=90時(shí)，D=50/90=0.556;當(dāng)Vs=140時(shí)，D=50/140=0.357.所以占空比的變化范圍為35.7%-55.6% 驗(yàn)算,滿足實(shí)驗(yàn)要求。 6.Matlab仿真波形 改變電容大小通過MATLAB仿真所得到的圖形如下所示： L=0.0033H,C=30ufC=22ufC=6.8uf 通過改變電容的大小，利用MATLAB進(jìn)行仿真得出的結(jié)果為，改變電容可以改變其紋波電壓，當(dāng)在電路中并入電容時(shí)可以使其電路穩(wěn)定性增加。改變電路穩(wěn)定性 。7.原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)如圖6所示。圖68. PCB設(shè)計(jì) 根據(jù)所畫出的電路原理圖畫出PCB圖，

7、PCB設(shè)計(jì)如圖7和圖8所示：圖7a 3D圖背面 3D圖正面圖89器件清單器件清單如表1所示。表1 器件清單CommentDescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityCap Pol1Polarized Capacitor (Radial)C1Capacitor22UFCap Pol11CapCapacitorC2, C3CapacitorCap2DiodeDefault DiodeD1BYV26Diode1InductorInductorL1inductor3mhInductor1Header 2Header, 2-PinP1, P2HDR1X2Hea

8、der 22MOSFET-NN-Channel MOSFETQ1TO-220MOSFET-N1Res1ResistorR2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R11, R12, R13, R14AXIAL-0.4Res112HV9910U1HV9910soicHV9910110.波形測(cè)試實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表2所示：表2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)應(yīng)表輸入電壓（V）輸出電流（mA）門極信號(hào)對(duì)應(yīng)圖號(hào)CS端檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)圖號(hào)占空比90230DS000DS00628%100223DS001DS00725%110217DS002DS00822%120215DS003DS00920%130213DS004D

9、S01018%140213DS005DS01117%測(cè)試波形如下所示： DS000 DS006 DS001 DS007 DS002 DS008 DS003 DS009 DS004 DS010 DS005 DS011輸入電壓在90到140V之間，恒流范圍在230到240mA之間，偏差10mA 。從波形圖可以看出隨著輸入電壓的升高，HV9910門極輸出信號(hào)的占空比逐漸減小，CS端信號(hào)峰值檢測(cè)電流信號(hào)占空比也隨著減小。實(shí)現(xiàn)了信號(hào)反饋，基本實(shí)現(xiàn)了恒流。11 總結(jié)通過一個(gè)星期緊張而又充實(shí)的實(shí)訓(xùn)之后，我們的有關(guān)恒流源的設(shè)計(jì)也基本進(jìn)行完畢。 在這緊張而又的一個(gè)星期之內(nèi)，我們學(xué)習(xí)了如何利用MATLAB進(jìn)行仿真，并通過改變電路中原件的參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)改變電路穩(wěn)定性的功能。通過對(duì)MATLAB操作與應(yīng)用，讓我深刻感受到MATLAB的強(qiáng)大之處，可以對(duì)所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)際的操作運(yùn)用。并且，在電路圖與PCB圖轉(zhuǎn)換運(yùn)用時(shí)可以很好的分析電路原理，能夠熟練的掌握軟件的使用。在實(shí)踐中學(xué)會(huì)如何布線，如何制板和焊接。在焊接過程之中所存在的問題認(rèn)真分析