高频电力电子电路作业.docx

高频电力电子电路作业

第一篇：高频电力电子电路作业>作业一姓名学号导师一．设计一个反激电路。输入86~256VAC，输出+5V/6A，±12V/1A。设计要求：1．要有计算过程；2．除变压器只需要定义变比和电感值（不需要具体设计）外，选择设计主电路中各器件（含开关管，二极管，电容，缓冲电路等）。3．选择合适的PWMICUC384X，设计其外围电路。4．最终要有完整的电路图（主电路和控制电路）。>作业二姓名学号导师二．设计一个基本的ZVS移相全桥电路。输入350V~400VDC，输出48V/20A。设计要求：1．要有计算过程；2．除变压器只需要定义变比和电感只需要定义感值外，选择设计主电路中各器件（含开关管，二极管，电容，缓冲电路等）。3．选择UC3875，设计其外围电路。4．最终要有完整的电路图（主电路和控制电路）。>作业三姓名学号导师三．设计前两个作业中的变压器和电感。设计要求：1．要有计算过程；2．选择合适的磁芯；3．设计绕组；作业要求：A4纸，书写。第二篇：电力电子电路建模与分析大作业XX大学研究生课程论文/研究报告课程名称：电力电子系统建模与分析任课教师：完成日期：2016年X月X日专业：电力电子与电力传动学号：姓名：同组成员：成绩：题目要求某用户需要一直流电源，要求：直流输出24V/200W，输出电压波动及纹波均(1)设计电源主电路及其参数；(2)建立电路数学模型，获得开关变换器传函模型；(3)设计控制器参数，给出控制补偿器前和补偿后开环传递函数波特图，分析系统的动态和稳态性能；(4)根据设计的控制补偿器参数进行电路仿真，实现电源要求；(5)讨论建模中忽略或近似因素对数学模型的影响，得出适应性结论(量化性结论：如具体开关频率、具体允许扰动幅值及频率等）。主要工作本次设计主要负责电源主电路及其参数的的设计，以及建立电路数学模型并获得开关变换器传函模型这两部分内容，具体如下：(1)本次设计电源主电路及其参数，采用从后向前的逆向设计思想。首先根据系统输出要求，设计了后级DC/DC型Buck电路的参数。接着设计了前级不控整流电路以及工频变压器的参数。考虑到主电路启动运行时的安全性，在主电路中加入了软启动电路；(2)本次DC/DC变换器的建模并没有采用传统的状态空间平均方法，而是采用更为简单、直观的平均开关建模方法，建立了Buck变换器小信号交流模型。最后，推到出了开关变换器的传递函数模型，并给出了Buck电路闭环控制框图。设计主电路及其参数1.1主电路设计根据题目要求，系统为单相交流220V/50Hz输入，直流24V/200W输出。对于小功率单相交流输入的场合，由于二极管不控整流电路简单，可靠性高，产生的高次谐波较少，广泛应用于不间断电源(UPS)、开关电源等场合。所以初步确定本系统主电路拓扑为：前级AC-DC电路为电源经变压器降压后的二极管不控整流，后级DC-DC电路为Buck斩波电路，其中Buck电路工作在电感电流连续模式（CCM），前后级之间通过直流母线和直流电容连接在一起。系统主电路结构如图1-1所示。图1-1系统主电路结构图1.2主电路参数设计本次设计电源主电路参数，采用从后向前的逆向设计思想。先对后级DC/DC型Buck电路的参数进行设计，接着对前级不控整流电路以及工频变压器的参数进行设计。下面分别对后级的Buck电路和前级经变压器降压后的不控整流电路各参数进行分析设计。1.2.1输出电阻计算根据系统电路参数：，可计算：输出电流：（1-1）负载等值电阻：（1-2）1.2.2BUCK电路占空比及开关频率选择根据Buck电路占空比计算公式：假定占空比，可得：（1-3）由于开关频率越低，低频扰动频率的选择范围越小，滤波电感的体积越大，整体装置的体积和重量越大。开关频率高，可以用更小的电感来滤除高次谐波，但是开关频率过高会导致开关管功耗变大，发热量显著增加，电路效率变低，散热器体积也更大。因此要折中效率、体积选择开关频率，本次设计选择MOSFET开关频率。1.2.3BUCK电路滤波电感选择由BUCK电路电感电流连续的临界条件：可得要保证电路工作在CCM模式下，则电感应满足：（1-4）根据开关频率，则（1-5）假定电感纹波电流为输出负载电流额定值的30%，此时电感值应为：（1-6）保留一定余量，本系统实取。1.2.4BUCK电路滤波电容选择电容容值越大，输出电压将近似为恒定，但电容越大，装置体积和成本也相应增大，因此本系统根据输出电压的纹波要求选取电容。本设计按输出电压纹波不超过输出电压的1%进行计算：（1-7）保留一定余量，本系统实取。1.2.5开关管MOSFET选择开关导通时MOSFET端电压近似为0V，开关关断时MOSFET承受最大电压为：（1-8）一个开关周期内流过开关管的电流最大值等于电感电流最大值，即：（1-