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电力电子技术课程设计

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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

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\*Arabic2.设计任务

（1）BuckChopper开关电源设计，要求正确选择控制方案，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：

输入：直流90~140Vac。

输出：电源恒流350mA，工作电压范围40~60V（任取一合适的值）,纹波电压1%。

开关电源的工作频率为20kHz左右。

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

ε称为占空比

2．PWM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+470V

CS-0.3Vto0.8V

LD，PWM_DtoGND-0.3Vto(Vdd--0.3V)

GATEtoGND-0.3Vto(Vdd+0.3V)

ContinuousPowerDissipation(TA=+25°C)(Note1)

16-PinSO(derate7.5mW/°Cabove+25°C)750mW

8-PinDIP(derate9mW/°Cabove+25°C)900mW

8-PinSO(derate6.3mW/°Cabove+25°C)630mW

OperatingTemperatureRange-40°Cto+85°C

JunctionTemperature+125°C

StorageTemperatureRange-65°Cto+150°C

封装信息

图4

5.参数设计

因输出工作电压Vo取50v，输出恒流为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=30uf

C=22uf

C=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6

PCB设计

根据所画出的电路原理图画出PCB图，PCB设计如图7和图8所示：

图7

a

3D图背面