电力电子技术项目实训指导书

佛山科学技术学院项目实训指导书主编：屈莉莉 自动化系二0一三年十二月一项目实训总学时：3周 总学分：3二适用专业：电气工程及其自动化三考核方式及方法：检查学生所建立的电力电子变换器主电路和控制电路模型，编写总结报告，答辩。四题目：（三选一）（一）设计一个DC/DC Buck变换器的主电路和控制电路，利用MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。基本参数为：输入电压为200V ，输出电压为50V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为20，开关管选用MOSFET，工作频率为20KHz。要求：1.设计主电路，根据Buck 变换器的工作原理1）设计电感和电容参数；2）建立DC/DC Buck变换器仿真模型；3）研究MOSFET门极触发脉冲Vg、电感电压VL、电感电流iL、输出电压VO、MOSFET 电流iQ1、二极管电流iD1的波形，并对结果进行分析；4）将开关管工作频率改为50 KHz，电感改为约临界电感值的一半进行对比研究和分析。2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。图1 电压控制型DC/DC Buck变换器原理图（二）设计一个DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路，利用MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。基本参数为：输入电压为3-6V ，输出电压为15V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为10，开关管选用MOSFET，工作频率为40KHz。要求：1.设计主电路，根据Boost变换器的工作原理1）电感电流连续情况下，设计仿真参数；2）建立DC/DC Boost变换器仿真模型；3）研究MOSFET门极触发脉冲Vg、电感电压VL、电感电流iL、输出电压VO、MOSFET 电流iQ1、二极管电流iD1的波形，并对结果进行分析。4）将电感值分别减小为临界电感的一半和二分之一，仿真分析电感电流断续时的Boost 变换器工作情况。2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。（三）设计一个DC/DC Buck- Boost变换器的主电路和控制电路，利MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。基本参数为：输入电压为20V ，输出电压为10 V 40V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为10，开关管选用MOSFET，工作频率为20KHz。要求：1.设计主电路，根据Buck- Boost变换器的工作原理1）电感电流连续情况下，设计主电路参数；2）建立DC/DC Buck- Boost变换器仿真模型；3）研究MOSFET门极触发脉冲Vg、电感电压VL、电感电流iL、输出电压VO、MOSFET 电流iQ1、二极管电流iD1的波形，并对结果进行分析；4）仿真分析电感电流断续时的电路工作情况。2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。五设计内容与时间安排：由于任务较重，同学们务必抓紧时间，并充分利用业余时间查找资料，进行调试工作，下面提供大致安排，供参考：1每个同学选定题目，独立查阅文献资料； （1天） 2熟悉仿真软件。 （1天） 3主电路参数设计； （2天）4建立主电路仿真模型和完成开环状态下仿真验证； （3天） 5控制电路参数设计； （2天）6建立控制电路仿真模型和完成闭环状态下仿真验证； （3天） 7编写不少于3000字的项目总结报告及提供仿真模型（电子版）； （2天）8总结与答辩。 （1天） 六设计说明书主要内容：1 课程设计的主要内容和任务；2 主电路工作原理分析；3 主电路参数