学 海 无 涯
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重 庆 邮 电 大 学 自 动 化 学 院
电力电子课程设计报告
学 院： 自动化 学 生 姓 名： 魏 波 专 业： 电气工程与自动化 班 级： 0830903 学 号： XXXX212715 指 导 教 师： 程安宇
设计时间： XXXX 年 5 月 重庆邮电大学自动化学院制
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目录
第一章：引言………………………………………………3 第二章：设计指标、内容及要求…………………………3 第三章：电路设计及原理…………………………………3 第四章：电路主要参数测试………………………………11 总结：…………………………………………………………15 参考文献：……………………………………………………15 附录：…………………………………………………………16
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第一章
引言
一、简述
电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的换和控制的科学，是20世纪50年代诞生，70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步．电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。
电子电路要正常工作，电源必不可少，并且电源性能对电路、电子仪器和
电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供1个其输出能连续可调的直流电源，并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电路的设计关键在于稳压电路的设计，其要求是输出电压连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。
第二章
二、指标、内容及要求
（1）输出电压0-25V连续可调； （2）最大电流2A；
（3）所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；
（4）输出电压应能够适应所带负载的启动性能；
（5）电路还必须简单可靠，有过流保护电路，能够输出足够大的电流。
第三章
三、主电路设计及原理
3.1 符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种：
（1）晶体管串联式直流稳压电路
电路框图如图1所示，该电路中输出电压Uo经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压Ui发生变化引起的输
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出电压的变化正好相反，从而保证输出电压Uo为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从2.5V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从2.5 V开始调节。
图1 串联式稳压电源电路
（2）采用三端集成稳压器电路
电路框图如图2所示，采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，可实现输出电压从0V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。
图2 电路结构图
（3）用单片机制作的可调直流稳压电源
该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317、LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得1.25～24V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。
其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分，硬件部分原理图如图3 所示。
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图3 用单片机制作的直流稳压可调电源
方案一结构简单，成本低，可用常用分离元器件，制作工序也较为简便，而且能够完全实现参数要求，综合各方面因素我们决定采用方案一。
3.2 电路的设计与分析 3.2.1 降压电路
本电路使用的降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。变压器的功能是交流电压变换部分，作用将电网电压变为所需的交流电压，即将直流电源和交流电网隔离。
变压器工作原理电路示意框图如图4 所示。
图4 变压器工作原理电路示意框图
U2N21== U1N1n3.2.2 整流电路
整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电，但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的，其电路原理图及其波形变换如图8所示。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路，而本设计选取单相桥式整流电路实
直流稳压电源设计(2)（2020年整理）.pdf - 图文
