一．项目实训总学时：3周                     总学分：3

二．适用专业：

电气工程及其自动化

三．考核方式及方法：

检查学生所建立的电力电子变换器主电路和控制电路模型，编写总结报告，答辩。

四．题目：（三选一）

（一）设计一个DC/DC Buck变换器的主电路和控制电路，利用MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。

基本参数为：输入电压为200V ，输出电压为50V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为20Ω，开关管选用MOSFET，工作频率为20KHz。

要求：

1.设计主电路，根据Buck 变换器的工作原理

1）设计电感和电容参数；

2）建立DC/DC Buck变换器仿真模型；

3）研究MOSFET门极触发脉冲V_g、电感电压V_L、电感电流i_L、输出电压V_O、MOSFET 电流i_Q1、二极管电流i_D1的波形，并对结果进行分析；

4）将开关管工作频率改为50 KHz，电感改为约临界电感值的一半进行对比研究和分析。

2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化± 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。

图1  电压控制型DC/DC Buck变换器原理图

（二）设计一个DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路，利用MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。

基本参数为：输入电压为3-6V  ，输出电压为15V  ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为10Ω，开关管选用MOSFET，工作频率为40KHz。

要求：

1.设计主电路，根据Boost变换器的工作原理

1）电感电流连续情况下，设计仿真参数；

2）建立DC/DC Boost变换器仿真模型；

3）研究MOSFET门极触发脉冲V_g、电感电压V_L、电感电流i_L、输出电压V_O、MOSFET 电流i_Q1、二极管电流i_D1的波形，并对结果进行分析。

4）将电感值分别减小为临界电感的一半和二分之一，仿真分析电感电流断续时的Boost 变换器工作情况。

2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化± 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。

（三）设计一个DC/DC Buck- Boost变换器的主电路和控制电路，利MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。

基本参数为：输入电压为20V ，输出电压为10 V ~ 40V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为10Ω，开关管选用MOSFET，工作频率为20KHz。

要求：

1.设计主电路，根据Buck- Boost变换器的工作原理

1）电感电流连续情况下，设计主电路参数；

2）建立DC/DC Buck- Boost变换器仿真模型；

3）研究MOSFET门极触发脉冲V_g、电感电压V_L、电感电流i_L、输出电压V_O、MOSFET 电流i_Q1、二极管电流i_D1的波形，并对结果进行分析；

4）仿真分析电感电流断续时的电路工作情况。

2. 设计控制电路，保证输入电压或负载变化± 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在 2%以内。根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定。

五．设计内容与时间安排：

由于任务较重，同学们务必抓紧时间，并充分利用业余时间查找资料，进行调试工作，下面提供大致安排，供参考：

1．每个同学选定题目，独立查阅文献资料；                          （1天）   

2．熟悉仿真软件。                                                （1天）                              

3．主电路参数设计；                                              （2天）

4．建立主电路仿真模型和完成开环状态下仿真验证；                  （3天）                                                                                               

5．控制电路参数设计；                                            （2天）

6．建立控制电路仿真模型和完成闭环状态下仿真验证；                （3天）                                                    

7．编写不少于3000字的项目总结报告及提供仿真模型（电子版）；       （2天）

8．总结与答辩。                                                   （1天）

                                                         

六．设计说明书主要内容：

1．课程设计的主要内容和任务；

2．主电路工作原理分析；

3．主电路参数设计；

4．主电路仿真模型及开环状态下仿真结果分析；

5．控制电路工作原理分析；

6．控制电路参数设计；

7．控制电路仿真模型及闭环状态下仿真结果分析；

8．结论及存在问题

9．参考文献。

 

第二篇：电力电子技术指导书时间安排(1)

电力电子技术课程设计指导书

课程名称：电力电子技术

学时数：2周

学分数：

开课院、系（部）、教研室： 物理与电子工程学院 电子信息教研室 执笔人： 王淑玉

编写时间： 2012.04.29

一、 设计目的

（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电力电子设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。

（2）学会调光灯电路的设计方法和性能指标测试方法。

二、设计任务

1、设计直流降压斩波电路、驱动电路、保护电路：

直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块，驱动电路模块，除了上述主要模块之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电气隔离。

2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。

三、设计内容与要求

根据设计要求和已知条件，确定电路方案，计算并选取外电路的元件参数。

四、 设计资料及有关规定

使用的元器件要求为：绝缘栅双极型晶体管, 续流二极管,电感，电容，二极管，金属模电阻，三极管，滑动变阻器，PWM控制器，光耦合器，运算放大器，或门，功率电阻，220V变压器。

五、设计成果要求

设计论文

六、物资准备

1.到图书馆、物理系资料室查阅相关资料

2.到实验室准备器件作好实验准备

七、 主要图式、表式

电路图、表要规范，符合设计要求

八、 时间安排

2012.05.01 设计动员，发放设计任务书

2012.05.02-2012.05.06 查阅资料、拟定设计程序和进度计划

2012.05.08-2012.05.12 确定设计方案、实验、画图、编写设计说明书 2012.05.13-2012.05.14 完成设计，交指导教师审阅

2012.06.01 成绩评定

九、考核内容与方式

考核的内容包括：学习态度；技术水平与实际能力；论文(计算书、图纸)撰写质量；创新性；采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。

十、参考书目 [1] 王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）.北京：机械工业出版社.2009.5

[2] 陈道炼.DC-DC逆变技术及其应用。北京：机械工业出版社.2003

[3] 张乃国.电源技术．北京：中国电力出版社.1998

[4] 何希才．新型开关电源设计与应用．北京：科学出版社.2001

[5] 阮新波，严仰光．直流开关电源的软开关技术．北京：科学出版社.2000

[6] 王云亮.电力电子技术.第一版.北京.电子工业出版社.2004.8

[7] 王兆安,黄俊．电力电子技术(第4版).北京：机械工业出版社.2000

[8] 梁延贵主编.现代集成电路实用手册可控硅触发电路分册.北京:科学技术文献出版社.2002.2

[9] 刘锦波，张承慧.电机与拖动.北京：清华大学出版社.2006

[10] 林敏.计算机控制技术及工程应用.北京：国防工业出版社.2009.8

牡丹江师范学院本科学生课程设计任务书

课程设计指导教师评定成绩表

指导教师评定成绩：

指导教师签名： 年 月