电力电子课程设计报告

电力电子课程设计实 验 报 告姓 名 学 号 专业班号 目 录一、单端反激电源原理及本实验电路原理3二、主电路元件及变压器的计算与设计8三、实验数据10四、试验分析10五、实验心得体会11一、单端反激电源原理及本实验电路原理1、概述本实验是多种电力电子知识的综合，包括了单端反激电源原理、整流桥原理、触发原理、闭环控制原理等。以下我们一次介绍。2、单端反激电源原理（a）反激变换器开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载。（b）单端变换器变压器磁通仅在单方向变化。（a）T导通时的关系式N1*为正，D1截止 ，（b）T阻断时的关系式(c)综合通、断两种情况的关系式1）在T阻断期结束，T再次开始导通的瞬间，电流从N2的转到N1绕组的电流初值为i10 ，所以2） 稳态运行时在一个周期TS中增加的磁通应等于减少的磁通量 ，所以得到输出直流电压平均值 3） N1绕组的最大电流：（d）关系式N2绕组的最小电流电流i2不断流的条件i2min0，所以有开关管阻断、D1导通时承受的正向电压3、其他原理1、整流桥将交流电压整流为直流电压。由于有纹波影响，通常需要LC滤波。2、触发器由发光二极管LED和光控晶闸管LAT组成光电耦合隔离较变压器隔离电磁干扰小SCR只要求有脉冲电流触发其开通，脉冲电流Ig上升沿要陡，强触发数值要足够大（脉冲足以使SCR立即开通）3、闭环控制原理用电压反馈技术使光耦触发电路跟踪输出电压，从而，在输出端电压大时控制开关管，减小输出电压，反之类推。从而起到稳压作用。4、本实验电路原理电路原理简述如下：（1）保险丝接在输入端，防止短路等电路故障。（2）负温热敏电阻能平衡温度升高造成的电阻升高。（3）整流桥将交流转化为直流方波。（4）直流方波经过变压器后，与副边1成单端反激变换器。（5）且通过闭环控制，将输出电压与某电压作比较，从而控制光耦，进而控制开关管。（6）同时，与副边2所得方波，经过光耦触发电路控制，将其作为触发电压，从而驱动开关管，使单端反激变换器工作。（7）其余电容、电感起滤波稳压等作用。二、主电路元件及变压器的计算与设计1、主电路元件表元件代号元件名称参数数量备注Rt负温热敏电阻101F保险管1A/250V1BR整流桥KBP2061A/400V1R1电阻200K1W1C3电解电容22u/400V1R2电阻100K/1W1C4电容2200P/1KV1D2快速管HER1051A/500V1U1TOP2231U1散热器24*17*161D4快速管HER2032A/300V1C9电解电容470u/25V1C10电解电容220u/16V1L2磁环（电感）4（内径）1自制品R9电阻821/2W1D3二极管IN4148100mA/200v1C7电容0.1u/63V1R3电阻9.11/4W1C5电解电容47u/25V1C6电容2200(1000)P/1KV1U3光耦PC817或NEC25011R5电阻5.11/4W1R6电阻621/4W1Vz稳压管3.9V/0.5W1B开关变压器磁芯EI1251EI2519电路板1自制品电路板安装说明：1 印制电路板上C!、C2、L1不安装，用短接线将J1、J2、J3短接；2 D1不安装；D5*不安装，短接，若做成充电电路，需安装D5；3 CN1、CN2插件不安装4 R4不安装，要短接；L2自制电感，35匝。2、变压器的计算与设计输入电压：65265VAC额定输出电压5VDC；额定负载电流为2A。变压器参数： 原边：64匝 副边1：3匝 副边2：7匝磁芯资料LP3 =20002500 Bm=300mT三、实验数据空载时：输入电压/V6585105125145165185205225245265输出电压/V5.785.785.785.785.785.785.785.785.785.785.78负载时：输入电压/V6585105125145165185205225245265输出电压/V5.675.695.705.715.715.715.715.725.725.725.72四、试验分析对于空载情况，我们通过实验所得的数据显示，随着输入电压的增大，其输出电压时恒定的，这表明空载时，单端反激电源是稳压的。 对于负载情况，随着电压的增大，其输出电压有微小的增大，但在误差范围内，其确实是稳压的。我认为，由于其负载并非如空载时的输出电阻大（空载时输出电压无限大），再加上本身其输出特性并非很好，有输出纹波，所以没能像空载时的效果好，只是在误差范围内能稳压。 从理论上分析，由于输入的电压为交流，经过整流桥后，输出的直流电压大小是与输入的交流电压有关的，再经过单端反激电路，其最终的电压还是与输入电压有关的。（因为单端反激输出电压为 ）。但是，由于该电路采用了闭环控制，即把输出电压与某一电压比较后，再输入到光耦，从而控制开关管来调节占空比，进而使电压恒定。 通过实验，我也验证了这个稳压特性。五、实验心得体会：通过这一次的课程设计，我对电力电子的相关知识有了深刻的认识、对制作电力电子器件有了大致的了解，同时加深了对单端反激、整流、触发电路等知识的了解和掌握，同时通过实践，对以上内容有了更深刻的认识，有效地将书本知识和实际情况联系起来很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。这次课程设计带给我的，不全是我所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工作所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在课程设计结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次课程设计达到了真正目的，同时让我认识到没有文化、没有本领、懒惰，就注定你永远是社会的最底层！但同时社会又是美好的，只要你肯干、有进取心，它就会给你回报、让你得到自己想要的！课程设计是大学里必不可少的一项内容，一直以来，我们作为学生，只是一味地获取知识，真正实践的机会少之又少。所谓“读万卷书，行万里路”，大学生读的书不一定上万卷，但却不少，从小一直读到大，而行的路却太少了。所以我觉得课程设计具有重大的意义，它提供我们实践的机会，从中去发觉自己所学的与真正应用的是不相符的，是不是在大学里学的知识出了校园就用不上。通过实践，可以了解自己与理想的差距，在以后的学习中，可以有侧重地弥补某些方面的不足。总之，这次实践是有收获的，自己也有许多心得体会。感受颇深的一点是，理论学习是业务实践的基础，但实践与理论的阐述又是多么的不同，在学习的闲暇之间，一定要实际运用理论知识，在实践中验证知识，发现知识。此次课程设计，愉快而难忘，虽然结束，但学习与实践永不会结束。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！11