文档介绍：电力电子装置设计与应用
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。
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。
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)、
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
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。