电力电子装置 ac-dc-ac 电源课程设计

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1、武汉理工大学《电力电子装置》课程设计说明书目录1.电源基本原理11.1AC-DC11.1.2AC-DC电源模块的作用11.1.3整流基本原理电路21.2DC-DC61.2.1DC-DC概念61.2.2DC-DC电源模块的作用71.3控制原理介绍81.3.1控制技术81.3.2电压模式控制101.3.3电流模式控制102.AC-DC-DC电源设计122.1AC-DC环节设计122.2DC-DC环节设计122.2.1具体参数计算122.2.2DC-DC具体设计133．闭环反馈设置15个人小结16参考文献17武汉理工大学《电力电子装置》课程设计说明书AC-DC-DC电源(110V，1200W)

2、设计1.电源基本原理1.1AC-DC1.1.1AC-DC概念AC／DC变换是将交流电压变换为直流电压，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流"，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC／DC变换器输入为50／60Hz的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA)，交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC／DC电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决EMC电磁兼容问题难度加大。AC／DC变换按电路的接线

3、方式可分为半波电路、全波电路。按电源相可分为单项、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。1.1.2AC-DC电源模块的作用一、隔离：1、安全隔离：强电弱电隔离IGBT隔离驱动浪涌隔离保护雷电隔离保护（如人体接触的医疗电子设备的隔离保护）　2、噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）　3、接地环路消除：远程信号传输分布式电源供电系统　二、保护：短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护　三、电压变换：　升压变换降压变换交直流转换（AC/DC、DC/AC）极性变换（正负极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换）　17武汉理工

4、大学《电力电子装置》课程设计说明书四、稳压：交流市电供电远程直流供电分布式电源供电系统电池供电　五、降噪：有源滤波1.1.3整流基本原理电路1单端反激电路反激式开关电源的核心部分是反激式直流——直流变换器，基本电路如下图所示：单端反激电路一般用在小功率电源和开关电源的辅助电源上。其占空比可达100％。图1-1反激式电路原理图2单端正激电路正激式开关电源的核心部分是正激式直流——直流变换器，基本电路如下图所示。正激电路变压器的利用率比较高，工作时的占空比小于50％，工作频率是振荡频率的一半，。可以做中型功率的开关电源，使用双管正激电路，其功率可以做得更高一点。虽然功率变压器不像反激式

5、电路要开气隙，但是一般要在变压器中加去磁绕组，在关断时将付边的能量反射到交流输入上。17武汉理工大学《电力电子装置》课程设计说明书图1-2正激电路原理图（双管正激）3推挽电路推挽式功率变换电路原理图，如图下图所示。推挽电路要求输入电压低，两个开关管的耐压要求是输入电压的2倍，所以一般用在DC/DC电源中。推挽电路一般用在中型功率电路上，变压器双向激励，变压器效率高,但是变压器容易出现磁偏现象。它的功率比正激电路稍微大一点，但是存在开关管“直通”的危险。工作时两个功率开关管V1、V2交替导通或截止。当V1和V2分别导通时，W1和W2有相应的电流流过，这时变换器次级将有功率输出。当V1导通，

6、V截止时，V2集—射两端承受的电压为2倍的Uin，而在V1、V2都处于截止时它们所承受的电压为输入直流电压Uin。图1-3推挽电路原理图17武汉理工大学《电力电子装置》课程设计说明书4半桥电路半桥电路有两个功率开关管，通过两个串连的电容器来构成工作回路，这两个功率管交替导通驱动高频变压器进行能量传递，变压器是双向激励的。半桥电路同样存在变压器磁偏现象，会出现“直通”问题。同样的变压器的情况，半桥的输出功率大于推挽电路。如下图所示：C1和C2的作用主要是实现静态时分压，使Ua=1/2Uin。当V1导通，V2截止时，输入电流方向为图中虚线方向，向C2充电；当V1截止，V2导通时，输入电流方向

7、为图中实线方向，向C1充电。当V1导通，V2截止时，V2两端承受的电压为输入直流电压Uin。图1-4半桥型开关电源原理图5全桥电路全桥电路是大功率电源常用的电路，有四个开关管组成两个桥臂。两个桥臂分别导通激励高频功率变压器，进行能量变换，但是存在开关管“直通”的危险。全桥电路原理图如下图所示。由四个功率开关器件V1~V4组成，变压器T连接在四桥臂中间，相对的两只功率开关器件V1、V4和V2、V3分别交替导通或截止，使变压器T的次级有