电力电子装置课程设计AC-DC-DC电源

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1、学学 号：号： 课课 程程 设设 计计 题题 目目 AC-DC-DC 电源(36V，300W)设计 学学 院院 自动化学院 专专 业业 电气工程及其自动化 班班 级级 电气 班 姓姓 名名 指导教师指导教师 2013 年 6 月 18 日 课程设计任务书课程设计任务书 题 目: AC-DC-DC 电源(36V，300W)设计 初始条件：初始条件： 设计一个 AC-DC-DC 电源，具体参数如下：单相交流输入 220V/50Hz，输出直流电压 36V,纹波系数5%，功率 300W。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （1） 对 AC-DC-DC 电源进行主电路设计； （2） 控制方案设

2、计； （3） 给出具体滤波参数的设计过程； （4） 在 MATLAB/Simulink 搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真； （5） 分析仿真结果，验证设计方案的可行性。 时间安排时间安排： 2013 年 6 月 8 日至 2013 年 6 月 18 日，历时一周半，具体进度安排 见下表 具体时间 设计内容 6.8 指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做 具体介绍；学生确定选题，明确设计要求 6.96.13 开始查阅资料，完成方案的初步设计 6.146.16 由指导老师审核模型，学生修改、完善并对数学模型进行分析 6.176.18 撰写课程设计说明书 6.18 上交课程设计说

3、明书，并进行答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 摘要 1 AC-DC-DC 电源(36V，300W)设计 2 1 设计任务及要求 2 1.1技术要求 . 2 1.2设计内容 . 2 2 电路总体方案及原理 2 2.1 开关电源的简介 2 2.2 设计方案. 2 3 主电路设计及参数计算 3 3.1 整流电路的设计. 3 3.2 降压斩波电路设计. 4 3.3 控制方案的设计. 6 3.4 主电路参数的计算. 7 3.4.1 主电路参数计算 . 7 3.4.2 滤波参数的计算. 8 4 系统建模与仿真 8 .1 开环系统的仿真 8 4.2 闭环系统的仿

4、真 11 5 结果分析 . 12 6 总结与体会 . 13 参考文献. 14 摘要 随着电力电子技术的发展， 电力电子设备与人们的工作、 生活关系日益密切， 而任何电子设备都离不开可靠的电源。而开关电源以小型，轻量和高效率的特点 被广泛应用于电子计算机为主导的各种终端设备、 通信设备等几乎所有的电子设 备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。本此设计主要对降 压型 AC-DC-DC 开关电源的核心部分AC-DC 整流装置与 DC-DC 转换器（降压 斩波电路）的拓扑结构及其工作原理机型设计，描述了 DC-DC 转换器的控制方法 脉宽调制控制（PWM） 。在此基础上设计了一款基于电

5、压控制模 式的 PWM 降 压型 AC-DC-DC 开关电源，设计的内容包括主电路的设计、控制及驱动电路的设 计，并给出设计参数。然后在 MATLAB/Simulink 搭建系统仿真模型，进行系统仿 真。通过对仿真结果的分析，验证设计的正确性。 关键词关键词：开关电源 整流 降压斩波 MATLAB AC-DC-DC 电源(36V，300W)设计 1 设计任务及要求 1.1技术要求 设计一个 AC-DC-DC 电源，具体参数如下：单相交流输入 220V/50Hz，输出 直流电压 36V,纹波系数U2，导 致 D1 和 D4 管反向偏置而截止，电容通过负载电阻 RL 放电，UC 按指数规律缓慢 下

6、降这样就得到一个直流电压波形，如图所示： 图 3 整流电路工作波形 3.2 降压斩波电路设计 将整流后的得到的直流电压送入降压斩波电路， 通过脉宽调制控制调节输出 电压平均值，再经过 LC 滤波电路使电压稳定。脉宽调制控制信号由 IGBT 驱动电 Ui Uo t t o o 路发出。控制时首先保持主电路开关元件的恒定工作周期（T=ton+toff） ，再由 输出信号与基准信号的差值来控制闭环反馈，以调节导通时间 ton，最终控制输 出电压（或电流）的稳定。 其中，功率 IGBT 为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定；L 和 C 为滤波元件。驱动 VT 导通时，负载电压 Uo=Uin，负载电流 Io 按指数 上升；控制 VT 关断时，二极管 VD 可保持输出电流连续，所以通常称为 续流二极管。负载电流经二极管 VD 续流，负载电压 Uo 近似为零，负载电 流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常串联 L 值较大的