Zeta斩波电路器的设计与仿真

PAGEPAGE7PAGE1________工____学院___2009___级_电气工程及其自动化_专业姓名_张江燕_______学号_2009180261_____………………（密）………………（封）………………（线）………………本科课程设计专用封面设计题目：Zeta斩波电路器的设计与仿真所修课程名称：电力电子技术课程设计修课程时间：2012年06月17日至6月23日完成设计日期：2012年06月23日评阅成绩：评阅意见：评阅教师签名：年月日Zeta斩波电路器的设计与仿真一．设计要求1）通过这次课程设计熟悉Zeta斩波电路的工作原理。2）掌握斩波电路的工作状态和了解电路图的波形情况。3）进而对Zeta斩波器有一个全面的了解和认识。4）完成Zeta斩波电路器的设计、仿真；给出具体设计思路和电路图，并给出必要的波形分析写出设计报告。5）设计要求：输入：DC100V，输出：300V，负载平均电流大于2A。二．题目分析Zeta斩波电路的原理图如下。设电路中电感L值很大，电容C值也很大.使电感电流iL电容电压即负载电压Uo基本为恒值。Zeta斩波电路该电路的工作原理为：Zeta斩波电路也称双Sepic斩波电路，其基本工作原理是：在V处于通态期间，电源E经开关V向电感L1贮能。同时，E和C1共同向负载R供电，并向C2充电。待V关断后，L1经VD向C1冲电，其贮存的能量转移至C1。同时，C2向负载供电，L2的电流则经VD续流。Zeta斩波电路的输入输出关系为：Zeta电路的输入、输出电流均是断续的。另外，电路输出电压为正极性的，且输入输出关系相同。三．主电路设计、元器件选型及计算：由于本次实验主要要求对电路的仿真，则放弃了较为复杂精确计算的方法，而选择先估算，再在仿真中修改参数逐步调试的方法。参数的选择：1）输入电压为100V，输出电压为（120-110）*30=300V，有公式得α=75％；2）因为要求负载电流大于2A，所以R<150Ω；3）WL>>R,1/WC>>R得L>>0.48mH,C<<0.2uF.初步选择满足条件的L,C,R的值经过多次筛选与调试最后选择ω=2π*20k,L1=300uH,L2=500uH,C1=22u,C2=22u,R=50Ω.从而达到实验的要求实验仿真如下图脉冲源的脉冲参数设置及脉冲如下：四．主电路仿真分析Zeta变换器是电感输出，所以输出电流脉动很小，开关管Z也为PWM控制方式。分析时假设耦合电容C1容量很大，变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。当α=0.78时，输出DC=300V：电压仿真波形电压电流仿真波形五．控制电路设计控制原理：图四所示是该DC／DC变换器控制系统的控制。专用触发芯片SG3525所产生的仅仅只是PWM控制信号，强度不够，不能够直接去驱动IGBT，中间还需要有驱动电路。另外，主电路会产生很大的谐波，很可能影响到控制电路中PWM信号的产生。因此，还需要对控制电路和主电路进行电气隔离。六．设计总结此次课程设计加深了自己对理论知识了解，学会了ORCAD软件的运用，懂得了分析问题的思路和方法，是一次让我受益匪浅的一次课程设计。这次课程设计是我们理论联系实践的一个很好的机会，我们在小组的齐心协力下完成了课题。在得到课题时，首先，我们先进行了系统的分析，通过书籍和网络整理出有用的资料。然后，通过计算，分析，总结，最后我们确定下来了方案。最后通过分工合作以及集体讨论思考的方法成功完成了此次课程设计。在这之中，我们也遇见了不少问题，例如，仿真波形一直达不到50—150v的要求，后来经过一些列的努力，在老师的帮助下终于解决了问题。通过这两周的电力电子课程设计，不仅对orCAD软件有了进一步的了解，对ZETA斩波电路也有的深入的认识和理解。在电力电子学习中就是非常重要典型的电路，通过这次的课程设计仿，对电路的特点，优缺点有了更加深刻的理解。刚开始，对很多元件的选择都不清楚，通过老师的知道和同学的帮助，学会了如何更好的设计电路选择正确的元器件。通过在实验室测得的波形和仿真的波形进行对比，虽然存在一些差异，但是基本上还是一致的。经过这次的课程设计，发现orCAD软件功能非常强大。平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，会有更好的认知。本次课程设计虽然不长，但是它给我们带来了很多收获。最后，感谢老师的耐心指导和同组同学的大力支持，使我在本次设计中将遇到的问题都解决了，顺利的完成了本次课程设计，并从中学习到了更多的知识。参考文献：[1]王兆安编著.电力电子技术.北京:机械工业出版社,2004年5月.[2]张乃国．电源技术．北京：中国电力出版社，1998[3]何希才．新型开关电源设计与应用．北京：科学出版社，2001[4]阮新波，严仰光．直流开关电源的软开关技术．北京：科学出版社，2000[5]陈汝全．电子技术常用器件应用手册【M】．机械工业出版社设计计算（3