电力电子技术课程设计报告 一种电动自行车蓄电池充电器的设计指导教师： 学 生： 学 号： 20095099专 业： 自 动 化班 级： 2009 级 3 班设计日期： 2011.12.262011.12.30重庆大学自动化学院2011年12月III课程设计指导教师评定成绩表项目分值优秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(x60)评分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题创新10有重大改进或独特见解，有一定实用价值有较大改进或新颖的见解，实用性尚可有一定改进或新的见解有一定见解观念陈旧论文(计算书、图纸)撰写质量50结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰指导教师评定成绩：指导教师签名： 年 月 日III自动化学院2009级自动化专业电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的教学目的和任务电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，实现对电能的控制、变换和传输的科学，其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。电力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。因此，提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Intel网检索需要的文献资料。2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。5、提高学生课程设计报告撰写水平。二、课程设计的基本要求1. 教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目注意事项： 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计，题目难度和工作量要适应在一周内完成，题目要结合工程实际。学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，但不允许选择其他班题目方向的内容设计（复合变换除外）。 通过图书馆和Intel网广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计题目。自立题目后，首先要明确自己课程设计的设计内容。要给出所要设计装置（或电路）的主要技术数据（如输入技术数据，输出技术数据，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能）。如：直流电动机调压调速可控整流电源设计主要技术数据输入交流电源：三相380V10% f=50Hz直流输出电压：0220V50220V范围内，直流输出电流额定值100A直流输出电流连续的最小值为10A设计内容：整流电路的选择整流变压器额定参数的计算晶闸管电流、电压额定的选择平波电抗器电感值的计算保护电路的设计触发电路的设计画出完整的主电路原理图和控制电路原理图列出主电路和控制电路所用元器件的明细表2. 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力。要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过刨析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。（注意：所确定的主电路方案如果没有论证说明，成绩不能得优；设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引注，否则也不能得优）。3. 在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路和控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型），严禁抄袭。4. 课题设计的主要内容是主电路的设计，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。 5. 课题设计报告要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。 6. 课题设计报告字数要求为6000字左右。（A4纸打印8页左右）三、课程设计的工作计划课程设计时间5天。第1天上午，指导教师向学生讲授课程设计的目的、任务、设计方法和注意事项。第1天下午和第2天学生到图书馆和Intel网上按照指导教师的要求查找所需要的文献，并在阅读分析中确定自己的研究题目、技术数据和设计内容，交指导教师审阅。第3天学生的主要任务是确定方案。第4天和第5天，学生的任务是综合所学知识，进行主电路和控制电路的设计，撰写课程设计报告。四、各班的题目方向3班题目方向：斩波技术的工程应用4班题目方向：交流调压技术的工程应用5班题目方向：逆变技术的工程应用 III目 录1 引言12 电源设计的基本要求12.1 主要技术数据13 电路总体方案的设计及相关原理23.1 电路的原理图23.2 电路的原理模块图34 主电路设计及参数计算44.1 主电路的确定4 4.1.1 主电路的可行性分析44.1.2 主电路的结构及工作原理44.2 主电路的工作模式及参数计算54.3 主电路的性能分析55 辅助电路设计65.1 电力MOSFET驱动电路的设计.65.2 保护电路和缓冲电路的设计.66 总结与体会77 参考文献88 09自动化3班 冯莉 20095099 一种电动自行车蓄电池充电器的设置 1 引言 随着我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了大幅度的提高。在农村赶集一直是一个十分热闹的日子，还记得我们小时候会缠着大人，步行几个小时去赶集；再后来就是挤那都已经挤满了人的客车，而如今大家都过上了小康的生活，我们不仅不用去挤客车，更不用步行几个小时去赶集。由于收入的增多，生活水平的提高，现在大家都纷纷买了价格相对比较便宜的电动自行车，不仅方便了我们的出行，也可以锻炼身体。可以一起骑着电动自行车去串亲戚，去朋友家里玩，电动自行车无疑让我们的生活更加多姿多彩。电动自行车中蓄电池是核心，因此对蓄电池充电的问题不能小看。民用电是220V的交流电压，对电动车进行充电时的电压是直流电压，首先经过整流变换将交流电变为直流电，然后通过直流斩波技术进行变换设计合理的充电电路。传统的蓄电池充电器采用可控硅整流器, 利用其可逆运行特性实现电池的充放电, 但其体积重量大, 动态响应特性差 1 , 同时因可控硅整流电路为电压可逆, 充放电工作转换时电池要改变电极连接, 使用不方便。为满足各类型电动车的蓄电池性能要求,我想研制了一种通用型的电动车蓄电池充电器。该充电器将充电电路与实际输入交流电压联系起来。简化了系统结构, 使用方便，同时原理简单，方便理解，也方便在充电时出了问题可以让使用者自己修理。 2 电源设计的基本要求2.1主要技术数据:电动自行车用铅酸蓄电池型号有：品牌三杨类型动力型蓄电池电池盖和排气拴结构阀控式密闭蓄电池化学类型铅酸蓄电池荷电状态免维护蓄电池电压12（V） 型号6-DZM-20额定容量20AH外型尺寸180*76*170（mm） 产品认证QS,CE,ISO9001:2000适用范围电动自行车，电动摩托车，电动滑板车，电动游览车，电动三轮车，混合动力车根据资料可以知道该铅酸蓄电池的充电电压为12V，本设计的主要是将220V的民用电转变为电压为12V，电流为2A的直流电输出。3电路总体方案的设计及相关原理3.1 电路的基本原理单相半控整流电路的原理 2 ： 如图3-1所示为单相半控整流电路在此电路中，V1和V4组成一组桥臂，V2和V3组成一组桥臂。（1）当u2大于零时（u2 正半周） V1和V4导通，电流由a端流出，经V1、R、V4流回电源 b 端，当u2过零时V1、V4两端电压为零，这时V1、V4没有电流通过；（2）当u2小于零时（u2 负半周） V2和V3导通，电流有b端流出，经V3、R、V2流回电源a端，当u2过零时V3、V2两端电压为零，这时V3、V2没有电流流过。电路随着u2 的变化实现整流 图3-1、单相交流不可控电路降压斩波电路的工作原理2 ： 原理如图3-2所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E像负载供电，负载电压U0=E，负载电流i0按指数上升。 当t=t0时，控制V关断，负载电流经VD续流，负载电压U0近似为0，负载电流呈指数下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常串联较大的电感L。 至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期过程，当电路处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为：.(3-1)其