电力电子装置设计与应用
电力电子装置设计与应用
什么是设计 ●设计是将设计者的思维变成研制工作必需 的图纸和数据的过程,设计是电力电子装 置研制过程中必不可少的重要环节。 ●在设计过程中,依靠的是理论知识、实际 经验和各种参考数据,理论知识起的是指 导作用,实际经验和参考数据起的是支持 作用
一、什么是设计 ⚫设计是将设计者的思维变成研制工作必需 的图纸和数据的过程，设计是电力电子装 置研制过程中必不可少的重要环节。 ⚫在设计过程中，依靠的是理论知识、实际 经验和各种参考数据，理论知识起的是指 导作用，实际经验和参考数据起的是支持 作用
设计类型 1、原理设计:是一种不完全的,为可行性论 证而进行的设计。例如:设计某种电路图, 其目的是为了证明可用该电路实现某些功 能,在设计中只要求定性的分析其工作原 理,工作波形等。 2、参数设计:原理设计的补充,为了使原理 设计得以实现,具体计算电路的各种参数 是必不可少的,通过参数设计可使原理设 计得到修正和补充,进一步提高原理设计 的可行性
二、设计类型 1、原理设计：是一种不完全的，为可行性论 证而进行的设计。例如：设计某种电路图， 其目的是为了证明可用该电路实现某些功 能，在设计中只要求定性的分析其工作原 理，工作波形等。 2、参数设计：原理设计的补充，为了使原理 设计得以实现，具体计算电路的各种参数 是必不可少的，通过参数设计可使原理设 计得到修正和补充，进一步提高原理设计 的可行性
3、程序设计:现代电力电子装置应用微处理 器组成控制核心电路的越来越多,因此程 序设计已经逐渐成为设计过程中不可缺少 的组成部分。 4、结构设计:研究工作向装置制造转化的重 要步骤,包括主电路机械结构、控制电路 结构、外部接口、机柜或机箱结构等,主 要目的是:确定装置硬件之间的位置关系, 为制造实际装置提供可行数据和图纸。结 构设计内容颇为复杂,需要较多的实际经 验和参考依据
3、程序设计：现代电力电子装置应用微处理 器组成控制核心电路的越来越多，因此程 序设计已经逐渐成为设计过程中不可缺少 的组成部分。 4、结构设计：研究工作向装置制造转化的重 要步骤，包括主电路机械结构、控制电路 结构、外部接口、机柜或机箱结构等，主 要目的是：确定装置硬件之间的位置关系， 为制造实际装置提供可行数据和图纸。结 构设计内容颇为复杂，需要较多的实际经 验和参考依据
设计流程 要完成一个装置的设计,需要经过以下 些步骤: 1、初步设计:内容包括原理设计、参数概 算、验证初步设计可行性的局部实验等。 例如:设计一个装置的电原理图 2、技术设计:内容包括电路参数计算、元件 选择。这里面有些元件的参数计算和选择 较为容易,如半导体器件、电阻电容等, 经过参数计算后,可直接由定型产品中得 到。另一些没有定型产品的元件只进行电 参数计算是远远不够的,还要进行结构参
三、设计流程 要完成一个装置的设计，需要经过以下 一些步骤： 1、初步设计：内容包括原理设计、参数概 算、验证初步设计可行性的局部实验等。 例如：设计一个装置的电原理图。 2、技术设计：内容包括电路参数计算、元件 选择。这里面有些元件的参数计算和选择 较为容易，如半导体器件、电阻电容等， 经过参数计算后，可直接由定型产品中得 到。另一些没有定型产品的元件只进行电 参数计算是远远不够的，还要进行结构参
数计算和工艺设计,再通过生产部门加工 才能得到,如变压器、电抗器等。为了验 证可行性,有时还必须进行原理样机的实 验过程。 3、总体(工程)设计:为制造装置而进行的 全面设计,对电器装置而言,与前述设计 最大的不同在于增加了大量的机械结构设 计内容(参考结构设计)。目的是产生制 造装置的详细图纸和各种参数。 四、设计依据 1、各种标准:设计中必须按照各种现行国家 标准(GB)、国家军用标准(GJB)
数计算和工艺设计，再通过生产部门加工 才能得到，如变压器、电抗器等。为了验 证可行性，有时还必须进行原理样机的实 验过程。 3、总体（工程）设计：为制造装置而进行的 全面设计，对电器装置而言，与前述设计 最大的不同在于增加了大量的机械结构设 计内容（参考结构设计）。目的是产生制 造装置的详细图纸和各种参数。 四、设计依据 1、各种标准：设计中必须按照各种现行国家 标准（GB）、国家军用标准（GJB）
行业标准的有关规定执行 例如:设计制造国内使用的某电力电子装 置,按我国电制标准规定,输入交流电源 必须为38022050HZ。电信系统二次电 源设备输入电源必须为DC48V。因此,在 设计该类装置时都要执行该标准。 又如:国军标规定了电子设备的电磁兼容性标 准,设计制造军用电子设备必须照此标准 执行 有时为了使装置达到规定标准的要求,不 得不设计与装置远离要求关系不大的电路
行业标准的有关规定执行。 例如：设计制造国内使用的某电力电子装 置，按我国电制标准规定，输入交流电源 必须为380/220V 50HZ。电信系统二次电 源设备输入电源必须为DC48V。因此，在 设计该类装置时都要执行该标准。 又如：国军标规定了电子设备的电磁兼容性标 准，设计制造军用电子设备必须照此标准 执行。 有时为了使装置达到规定标准的要求，不 得不设计与装置远离要求关系不大的电路
特殊场合使用的设备不能按相关标准执 时,称为非标准设备 2、技术要求(技术指标):被设计装置要达 到的具体技术状态的细则,是研制装置要 实现的目标,设计过程必不可少的约束条 件。 五、设计课主要内容 以典型逆变电源装置和开关电源装置为 对象,以电参数和部分元器件结构参数为主 要内容,讲解设计方法
特殊场合使用的设备不能按相关标准执行 时，称为非标准设备。 2、技术要求（技术指标）：被设计装置要达 到的具体技术状态的细则，是研制装置要 实现的目标，设计过程必不可少的约束条 件。 五、设计课主要内容 以典型逆变电源装置和开关电源装置为 对象，以电参数和部分元器件结构参数为主 要内容，讲解设计方法
六、典型逆变电源装置设计 1、电路原理框图 输入整流电路 直流滤波电路一 电源逆变电路 隔离变换电路一 输出滤波电路 负载 2、设计顺序---一般按照从装置输出到输 入的次序进行
六、典型逆变电源装置设计 1、电路原理框图 输 入 整 流 电 路 直 流 滤 波 电 路 电 源 逆 变 电 路 隔 离 变 换 电 路 输 出 滤 波 电 路 负 载 2、设计顺序-----一般按照从装置输出到输 入的次序进行
●根据负载要求计算输出电路参数; ●根据输出电路输入端要求计算逆变电路参 数 ●根据逆变电路输出端要求计算逆变电路输 入参数; ●根据逆变电路输入参数计算输入整流电路 ●当输入和输出之间有电压匹配和电气隔离 要求时,还需加入隔离变换电路设计 作为完整的装置还需设计的部分是:控 制电路、保护电路、监测电路等
⚫根据负载要求计算输出电路参数； ⚫根据输出电路输入端要求计算逆变电路参 数； ⚫根据逆变电路输出端要求计算逆变电路输 入参数； ⚫根据逆变电路输入参数计算输入整流电路； ⚫当输入和输出之间有电压匹配和电气隔离 要求时，还需加入隔离变换电路设计。 作为完整的装置还需设计的部分是：控 制电路、保护电路、监测电路等