電力電子課程設(shè)計

PAGEPAGE2PAGE1________學(xué)院________學(xué)院____專業(yè)姓名_____學(xué)號_____………………（密）………………（封）………………（線）………………本科課程設(shè)計專用封面設(shè)計題目：Cuk變換器的設(shè)計與仿真所修課程名稱：電力電子技術(shù)課程設(shè)計修課程時間：2013年06月17日至6月23日完成設(shè)計日期：2013年06月23日評閱成績：評閱意見：評閱教師簽名：年月日Cuk變換器的設(shè)計與仿真一．設(shè)計要求1）完成Cuk變換器的設(shè)計、仿真；2）設(shè)計要求：輸入：DC100V；輸出：DC50~150V二．題目分析Cuk電路是一種可升降壓的直流變換器電路，它基本可看成是升壓電路和降壓電路相結(jié)合產(chǎn)生的一種開關(guān)電路，其電原理圖如圖1所示圖1Cuk主電路圖基本工作原理為：當(dāng)控制開關(guān)VT處于通態(tài)時，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過電流。當(dāng)控制開關(guān)VT處于斷態(tài)時，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時電容C的電流在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，也就是其對時間的積分為零，即在書P127頁的等效電路中，開關(guān)S合向B點時間即V處于通態(tài)的時間ton，則電容電流和時間的乘積為I2ton。開關(guān)S合向A點的時間為V處于斷態(tài)的時間toff，則電容電流和時間的乘積為I1toff。由此可得輸出電壓波形圖6輸出電壓=100*0.4/0.6=66.67V輸入電流波形圖7輸入電流I1=α*I2/（1-α）=4.45A圖8輸出電流波形圖9輸出電流I2=U0/R=66.7/10=6.67AIGBT和二極管的兩端電壓圖10正方形為IGBT，菱形為二極管通過IGBI和二極管的電流（正方形為IGBT，菱形為二極管）圖11五．控制電路設(shè)計控制原理：下圖所示是DC／DC變換器控制系統(tǒng)的控制電路。專用觸發(fā)芯片SG3525所產(chǎn)生的僅僅只是PWM控制信號，強度不夠，不能夠直接去驅(qū)動IGBT，中間還需要有驅(qū)動電路。另外，主電路會產(chǎn)生很大的諧波，很可能影響到控制電路中PWM信號的產(chǎn)生。因此，還需要對控制電路和主電路進行電氣隔離。圖12六．設(shè)計總結(jié)首先，我們小組做的課題是Cuk變換器的設(shè)計與仿真。通過書本和網(wǎng)上資料整理出有用的信息。然后，我們通過計算，分析，分工合作以及集體討論思考完成了此次課程設(shè)計。在這次課程設(shè)計中，遇到了不少問題。第一個問題是orCAD仿真軟件的安裝和使用，很不熟練，總是出現(xiàn)各種各樣的錯誤，在同學(xué)的幫助下總算畫好了原理圖。第二個問題就是電路元器件參數(shù)和型號的確定，雖然計算出器件參數(shù)，按計算的設(shè)置好后，在仿真時卻發(fā)現(xiàn)實際輸出電壓和設(shè)定的輸出電壓相差甚遠，仿出來的波形完全不同于理論上的波形，不論怎樣修改參數(shù)，輸出電壓Ｕｏ總是上不去，達不到50V~150V的輸出要求。另外就是元件型號的確定，我們發(fā)現(xiàn)參數(shù)和型號的對應(yīng)關(guān)系并不明顯，不容易通過額定電壓和額定電流來確定二極管和IGBT的型號。最后在湯老師的幫助下，將電容換成了電解電容，在R兩端接了一個電容，并將元器件的型號作了修改，這些問題才得到解決。在解決這些問題的過程中，老師和同學(xué)的幫助很大，自己也收獲頗多。在這次課程設(shè)計中，通過查找資料，請教老師，詢問同學(xué)，以及不懈的努力，學(xué)會了使用orCAD仿真軟件，對Cuk變換器有了更深的理解，對電力電子這門課的應(yīng)用加深了認識，也培養(yǎng)了自己獨立思考的能力。參考文獻：[1]王兆安編著.電力電子技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2013年1月設(shè)計計算（30分）仿真驗證（50