电力电子技术课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上电力电子课程设计报告 课程名称： 电力电子技术课程设计 设计题目： 开关恒流电源设计 专 业： 电气工程及其自动化 班级： 学生姓名: 学号:指导教师: 2014 年 6 月 18 日专心-专注-专业1.设计目的（1）利用图书、论文和网络资源查找相关和相近的信息资料。（2）至少掌握一种电路设计辅助软件，本课程设计只要求掌握altiumdesinger或protel99se，掌握PCB制板、电路制作工艺。（3）利用Matlab进行辅助设计分析。（4）掌握万用表、示波器使用技能。（5）掌握构建实验和测试条件的方法。2.设计任务（1）BuckChopper开关电源设计，要求

2、正确选择控制方案，查阅参考资料。（2）绘制电气控制原理图，包括主电路图，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；（3）设计部分工艺图纸（电气控制图，电器元件布置图，安装接线图）；（4）BuckChopper电源电路原理分析，定量计算。（5）进行仿真分析。（6）设计并制作如图1所示开关稳压电源。图1（7）BuckChopper电源电路的原理分析，定量计算，学习和运用有关的辅助设计工具，进行相关的设计、制作、调试和测试。（8）编制完整的设计说明书。具体设计指标要求：l 输入：直流90140Vac。l 输出：电源恒流350mA，工作电压范围4060V（任取一合适的值）,纹波电压<1%。l 开

3、关电源的工作频率为20kHz左右。l 采用脉冲宽度调制控制集成电路HV9910。1.BuckChopper电源电路设计原理如图1和图2所示。图2图3（1）导通状态（2）截止状态（3）输入输出关系称为占空比2PWM触发脉冲芯片选型选择HV9910为PWM触发脉冲芯片。HV9910是PWM高效率LED驱动IC。它允许电压从8VDC一直到450VDC而对HBLED有效控制。HV9910通过一个可升至300KHz的频率来控制外部的MOSFET，该频率可用一个电阻调整。LED串是受到恒定电流的控制而不是电压，如此可提供持续稳定的光输出和提高可靠度。输出电流调整范围可从MA级到1.0A。HV9910使用了

4、一种高压隔离连接工艺，可经受高达450V的浪涌输入电压的冲击。对一个LED串的输出电流能被编程设定在0和他的最大值之间的任何值，它由输入到HV9910的线性调光器的外部控制电压所控制。另外，HV9910也提供一个低频的PWM调光功能，能接受一个外部达几KHz的控制信号在0-100的占空比下进行调光。器件极限参数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封装信息图45.参数设计因输出工作电压Vo取50v，输出恒流

6、为230毫安。输入电压为90-140v，所以占空比为：.当Vs=90时，D=50/90=0.556;当Vs=140时，D=50/140=0.357.所以占空比的变化范围为35.7%-55.6% 验算,满足实验要求。 6.Matlab仿真波形 改变电容大小通过MATLAB仿真所得到的图形如下所示： L=0.0033H,C=30ufC=22ufC=6.8uf 通过改变电容的大小，利用MATLAB进行仿真得出的结果为，改变电容可以改变其纹波电压，当在电路中并入电容时可以使其电路稳定性增加。改变电路稳定性 。7.原理图设计原理图设计如图6所示。图68. PCB设计 根据所画出的电路原理图画出PCB图，

7、PCB设计如图7和图8所示：图7a 3D图背面 3D图正面图89器件清单器件清单如表1所示。表1 器件清单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.波形测试实验参数如表2所示：表2 实验参数对应表输入电压（V）输出电流（mA）门极信号对应图号CS端检测信号对应图号占空比90230DS000DS00628%100223DS001DS00725%110217DS002DS00822%120215DS003DS00920%130213DS004D

9、S01018%140213DS005DS01117%测试波形如下所示： DS000 DS006 DS001 DS007 DS002 DS008 DS003 DS009 DS004 DS010 DS005 DS011输入电压在90到140V之间，恒流范围在230到240mA之间，偏差10mA 。从波形图可以看出随着输入电压的升高，HV9910门极输出信号的占空比逐渐减小，CS端信号峰值检测电流信号占空比也随着减小。实现了信号反馈，基本实现了恒流。11 总结通过一个星期紧张而又充实的实训之后，我们的有关恒流源的设计也基本进行完毕。 在这紧张而又的一个星期之内，我们学习了如何利用MATLAB进行仿真，并通过改变电路中原件的参数，来实现改变电路稳定性的功能。通过对MATLAB操作与应用，让我深刻感受到MATLAB的强大之处，可以对所学习到的理论知识进行实际的操作运用。并且，在电路图与PCB图转换运用时可以很好的分析电路原理，能够熟练的掌握软件的使用。在实践中学会如何布线，如何制板和焊接。在焊接过程之中所存在的问题认真分析