開關(guān)電源課程設(shè)計(jì)

西安石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)電子工程學(xué)院自動化專業(yè)班題目開關(guān)電源課程設(shè)計(jì)學(xué)生指導(dǎo)老師二○一三年五月目錄1.1任務(wù)書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.1設(shè)計(jì)思想及內(nèi)容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2主電路原理設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.1開關(guān)變壓器設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.2主要元器件選型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44.1主電路原理圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64.2元器件清單．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.1設(shè)計(jì)總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.2參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6《電力電子技術(shù)》《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目學(xué)生姓名開關(guān)電源課程設(shè)計(jì)學(xué)號專業(yè)班級設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求一．設(shè)計(jì)內(nèi)容：1)輸入電壓：交流三相380V(1±10%)，50Hz；2)輸出電壓：額定直流220V，調(diào)節(jié)范圍為160—280V；3)輸出電流：最大10A；4)輸出紋波：紋波系數(shù)不大于0.5%二．設(shè)計(jì)要求：。1)主電路的選型；2)變壓器的設(shè)計(jì)；3)輸出濾波電路的設(shè)計(jì)；4)開關(guān)管的設(shè)計(jì)；5)繪制主電路原理圖。起止時間2013年4月29日至2013年5月16日年月日指導(dǎo)老師簽名系（教研室）主任簽名學(xué)生簽名年月日2013年5月14日2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及思想：（1）內(nèi)容：1)輸入電壓：交流三相380V(1±10%)，50Hz；2)輸出電壓：額定直流220V，調(diào)節(jié)范圍為160—280V；3)輸出電流：最大10A；4)輸出紋波：紋波系數(shù)不大于0.5%。（2）思想：采用“交—直—交—直”的思想來達(dá)到設(shè)計(jì)要求2.2主電路原理設(shè)計(jì)（方案框圖）對于整流濾波環(huán)節(jié)采用三相不可控整流濾波電路，考慮到輸出功率比較大在DC-AC變換環(huán)節(jié)采用全橋逆變電路。在AC-DC變換環(huán)節(jié)采用單相不可控全橋整流電路。3.1開關(guān)變壓器設(shè)計(jì)電壓比KT，在最低輸入最大占空比的條件下仍滿足輸出，即KT=式中KT為電壓比；Uimin為輸入直流電壓最小值，應(yīng)選取輸入電壓下限值；Dmax為最大占空比，取Dmax=0.8；Uomax為最高輸出電壓；取Uomax=280V；△U為電路中的壓降，應(yīng)包含二極管壓降和電路中的線路壓降，此處取△U=2V；由此計(jì)算KT==（1.35×380×0.9×0.8）V／（280+2）V=1.313.2主要元器件選型（1）三相不可控整流濾波電路所用器件參數(shù)的計(jì)算：額定電壓：UN=×220×(2～3)=1078V～1616.7V額定電流：IN=(1.5～2)×10×／(1.31×1.57×)=3.76A～5.00A選用塑封整流二極管，PX10A02-PX10A13(200-1300V,10A)（2）全橋逆變電路所用器件參數(shù)的計(jì)算：額定電壓：UN=2.45×220×(2～3)=1078V～1617V額定電流：IN=(1.5～2)×10×／(1.31×1.57)=6.52A～8.68A選用IGBT,FGA15N120ANTD(1200V,15A)（3）單相不可控全橋整流電路所用器件參數(shù)的計(jì)算：額定電壓：UN=×280×(2～3)=792V～1188V額定電流：IN=(1.5～2)×10／(1.57×)=6.8A～9A選用快恢復(fù)二極管MUR8100（1000V,8A）（4）輸出濾波電路設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)采用一級LC濾波電路，濾波器的設(shè)計(jì)應(yīng)首先進(jìn)行電感的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行電容的設(shè)計(jì)。a)濾波電感的設(shè)計(jì)利用如下公式求解：L=式中，L為濾波電感的值；Uimax為輸入電壓最大取值為242V；fs為開關(guān)頻率；△為允許的電感電流最大紋波峰峰值，取最大電流的20%，即△=2Ab)濾波電容的設(shè)計(jì)Xc=√式中，RES為濾波電容等效串聯(lián)電阻；LES為濾波電容等效串聯(lián)電感；C為濾波電容值，W為電容的工作頻率，取W=2fs。根據(jù)預(yù)先選定的輸出電壓最大紋波有效值，可以按下式計(jì)算出濾波電容的阻抗：Xc≤=2××0.5%×160V／2A=1.13Ω（5）保護(hù)系統(tǒng)由于晶閘管中頻電源裝置的工作受供電電網(wǎng)及負(fù)載的影響較大，而且晶閘管元件的超載能力又較小，故要使電路可靠工作必須要有完善的保護(hù)措施。當(dāng)整流橋輸出失控或逆變橋輸出發(fā)生短路以及外界的其他因素會使電路中的電壓和電流在極短時間內(nèi)上升到極大值故需要設(shè)計(jì)過電壓過電流保護(hù)電路。消除過電壓現(xiàn)象通?？梢圆捎米枞菸针娐?，其實(shí)質(zhì)是將引起過電壓的磁場能量變成電場能量儲存在電容器中，然后電容器通過電阻放電把能量逐漸消耗在電阻中。a.三相整流側(cè)二極管過電壓保護(hù):RC吸收電路電容:Cs=(2.5～5)×10-3×I(AV)=2.5×10-3×IN