电力电子的设计与实践的报告.docx

电力电子设计与实践报告题 目：升压斩波电路设计专业：自动化姓 名：陈璐学 号：2014550109班 级： 14级自动化1班指导老师： 邓文浪老师 完成日期： 2016年11月10日目录“电力电子设计与实践”设计任务书1一 、设计任务及要求21.1设计任务21.2设计要求21.3设计原理?2二、DC-DC变换器简介32.1拓扑32.2工作原理32.3功能介绍42.4应用介绍4三、设计方案53.1主电路设计方案53.2控制电路设计方案53.3驱动电路设计方案73.4电路设计图7四、软硬件设计94.1硬件设计94.1.1功率器件参数计算及选型94.1.2 电路中其他元器件参数计算及选型94.2软件设计10五、仿真建模125.1仿真模型搭建125.2模块参数设计125.3仿真波形及分析155.4仿真中遇到的问题及解决方案16六、实验装置制作及调试176.1实验装置制作176.1.1主电路的制作176.1.2控制电路的制作176.1.3驱动电路的制作176.1.4实物制作图176.2电路检验及调试196.2.1线路检查196.2.2上电检验及调试19七、实验结果及其分析22八、附录24附录一：元器件明细表24九、总结体会25参考文献26“电力电子设计与实践”设计任务书升压斩波电路（Boost Chopper）设计一、设计目的 1．综合运用所学知识，进行升压斩波电路和系统设计。通过对升压斩波电路的设计，掌握升压斩波电路的工作原理。2．了解与熟悉升压斩波电路拓扑、控制方法。3．理解和掌握升压斩波电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的计算选择方法。具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。二、设计内容及要求1．设计内容及参数进行升压斩波电路和系统设计。设计条件和参数如下：在输入给定电压Ui=12V的情况下通过斩波电路控制输出电压为18V，电流连续，输出电流为I?=0.6A。2．设计要求（1） 理论设计：了解掌握升压斩波电路电路的工作原理，设计斩波电路电路系统。包括：主电路、控制电路、参数计算及元器件选型；功率器件驱动电路、保护电路的设计；画出完整的主电路原理图和控制电路原理图；列出主电路所用元器件的明细表。（2）仿真实验：利用MATLAB仿真软件对升压斩波电路系统进行仿真建模，并进行仿真实验。（3）实际制作：利用PROTEL软件绘出原理图，结合具体所用元器件管脚数、外型尺寸、考虑散热和抗干扰等因素，设计PCB印刷电路板。最后完成系统电路的组装、调试。一、设计任务及要求1.1设计任务设计一个升压斩波电路，在输入给定电压Ui=12V的情况下通过斩波电路控制输出电压为18V，电流连续，输出电流为0.6A。1.2设计要求（1）理论设计：了解掌握升压斩波电路电路的工作原理，设计斩波电路电路系统。包括：主电路、控制电路、参数计算及元器件选型；功率器件驱动电路、保护电路的设计；画出完整的主电路原理图和控制电路原理图；列出主电路所用元器件的明细表。（2）仿真实验：利用MATLAB仿真软件对升压斩波电路系统进行仿真建模，并进行仿真实验。（3）实际制作：利用PROTEL软件绘出原理图，结合具体所用元器件管脚数、外型尺寸、考虑散热和抗干扰等因素，设计PCB印刷电路板。最后完成系统电路的组装、调试。1.3设计原理?电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路、保护电路及以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电路电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。本设计是用控制电路来产生MOSFET升压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在MOSFET控制端与公共端之间，可以使其开通或关断的信号。通过控制MOSFET的开通和关断来控制MOSFET升压斩波电路工作。二、DC-DC变换器简介2.1拓扑图2-1升压斩波电路原理图图中所示为DC-DC变换器中的升压斩波电路，假设L和C值很大。?V（MOSFET）处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。?V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量，从而在负载侧得到高于电源的电压。二极管的作用是阻断MOSFET导通时，电容的放电回路。2.2工作原理DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型