“电力电子技术”综合性课程设计内容探讨

丘东元，刘 斌，张 波，王学梅

(华南理工大学电力学院，广东广州510640)

“电力电子技术”课程设计成为许多高校电气工程及其自动化专业的必修课［1]。有些高校开发了供本科生课程设计使用的实验平台［2，3]，但不可能全面开展基于实验平台的“电力电子技术”课程设计。因此，制定合理的课程设计内容，是提高课程设计质量和实现课程设计目标的重要保证。

我院经过多年的教学实践，目前已经形成了基于PSIM仿真教学平台的“电力电子技术”综合性课程设计教学模式，并制定了一系列课程设计任务，取得了良好的教学效果。

1 基于仿真教学平台的课程设计

本文所提出的“电力电子技术”综合性课程设计任务主要是设计一个完整的电力电子变换器，其内容包括主电路的参数设计和控制电路的设计并要求对所设计的电路进行仿真验证。PSIM是一种专门用于电力电子以及电机控制领域的专业化仿真软件，其优点是界面直观、操作简单易学，非常适用于本科课程设计［4]。

本例设计的电力电子变换器，给定参数为输入电压Vg=48V，输出电压Vo=12V，负载R=5Ω。要求:①确定主电路的拓扑形式，以及各器件参数的大小;②设计控制电路，保证输入电压或负载变化±20%时，为输出电压保持不变，且纹波控制在2%以内。

本例根据题目要求设计一个电压反馈型Buck变换器。该设计工作可分解为如下三步:①根据Buck变换器的工作原理，求出主电路中各参数的大小;②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;③利用PSIM仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。……