第3章 直流斩波电路答案

第3章直流斩波电路

填空题：

1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。

2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。

3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。

4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。

5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。

6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。

7.Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续，________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。

8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。

9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。

10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。

简答题：

11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。

12.

画

出

升

压

斩

波电路原理图并简述其基本工作原理。

13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。

14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。

15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流

方

向。

16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。

17.多相多重斩波电路有何优点？

计算题：

18.在题图3-18所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，E M=30V，T=50μs,t on=20μs,计算输出电

压平均值U o，输出电流平均值

I o。

19.在题图3-19所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，E M=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当

t on =5μs时，计算输出电压平均值U o，输出电流平均值I o，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当t on=3μs时，重新进行上述计算。

20.在题图3-20所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，

t on=25μs时，计算输出电压平均值U o，输出电流平均值I o。

21.在题图3-21所示的升压斩波电路中，设E＝100V，R＝250W，α＝0.8，C＝∞。

(1)计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

(2)计算输入输出功率。

22.如题图3-22所示降压斩波电路，设输入电压为200V，电感L是100mH, 电容C无穷大，输出接10W的电阻，电路的工作频率是50kHz，全控器件导通占空比α为0.5，求：

(1)输出直流电压U o，输出直流电流I o。

(2)流过IGBT的峰值电流。

(3)如果将IGBT的峰值电流减小为输出直流电流I o的110％，应改变什么参数，它的值是多大。

直流升压斩波电路课程设计

湖南工学院 课程设计说明书 课题名称：直流升压斩波电路的设计专业名称：自动化 学生班级：自本0903班 学生姓名：曾盛 学生学号： 09401040322 指导教师：桂友超

电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 （1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关资料。 （5）独立思考，刻苦专研，严禁抄袭。 （6）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 （1）明确设计任务，对所要设计地任务进行具体分析，充分了解系统性能，指标要求。 （2）制定设计方案。 （3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V，直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V，输出功率为100W。

绪论 ........................................................... - 1 - 第1章直流升压斩波电路的设计思想 .............................. - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理..................................... - 3 - 1.2参数计算................................................. - 4 - 第2章直流升压斩波电路驱动电路设计 ............................ - 5 - 第3章直流升压斩波电路保护电路设计 ............................ - 6 - 3.1过电流保护电路........................................... - 6 - 3.2过电压保护电路........................................... - 6 - 第4章直流升压斩波电路总电路的设计 ............................ - 7 - 第5章直流升压斩波电路仿真 .................................... - 8 - 5.1仿真模型的选择........................................... - 8 - 5.2仿真结果及分析........................................... - 8 - 第6章设计总结 ............................................... - 10 - 参考文献 ...................................................... - 11 - 附录：元件清单 ................................................ - 12 -

(完整word版)直流斩波电路设计与仿真.

电力电子技术 课程设 计报告 姓名：学号： 班级：指导 老师： 专业：设计 时间：

1．降压斩波电路 一. 直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 二. D c / D C 变换器的设计 ................................... 18 三. 测试结果 .................................................. 19 六． 参考文献 目录 ..6 四． 直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五． 课设体会与总结 (30) 31

摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的 D （y DC 变换器的设计与实现，具体地分析 了该DQ7DC 变换器的设计（拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计），详细地阐述 了该DQ7 DC 变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果 关键词：DC/ DC 变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源， PWM 直流脉宽调速 一.降压斩波电路 1.1降压斩波原理： 式中t on 为V 处于通态的时间；t off 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；〉为导通 占空比，简称占空比火导通比。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式: U o t on E t on t off t on

1) 2) 3) 保持开关周期T 不变，调节开关导通时间t on 不变，称为PWM 保持开关导 通时间t on|不变，改变开关周期讦f 为频率调制或调频型。 和T 都可调，使占i 比改变 Ai G t on U o 称为混合型。

直流斩波电路设计与仿真

电力电子技术课程设计报告 姓名: 学号: 班级: 指导老师： 专业: 设计时间：

目录 .降压斩波电路............................................... ..6 .直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 三................................................................... 控制实现. (19) 四.直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五.................................................. 课设体会与总结30 六................................................................... 参考文献 (31)

摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的D(y DC变换器的设计与实现，具体地分析了该DQ7DC变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DQ7 DC变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果 关键词：DC/ DC变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM 直流脉宽调速 一.降压斩波电路 1.1降压斩波原理： U o t on E t on E I U 0 E M 1 0R 式中G为V处于通态的时间；t°ff为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通 占空比，简称占空比火导通比。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式： 1) 保持开关周期T不变，调节开关导通时间t on不变，称为PWM 2) 保持开关导通时间t on不变，改变开关周期T,称为频率调制或调频型。 3) t on和T都可调，使占空比改变，称为混合型。 1.2工作原理 1) t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o二E,负载电流i o 按 指数曲线上升 2) t=t 1时刻控制V关断，负载电流经二极管V□续流，负载电压u o近似为零， 负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大基于分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析

直流斩波电路设计与仿真

电力电子技术课程设计报告 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 专业： 设计时间：

目录 1．降压斩波电路 (6) 一．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 二．D c／D C变换器的设计 (18) 三．测试结果 (19) 四．直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五．课设体会与总结 (30) 六．参考文献 (31)

摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC ／DC 变换器的设计与实现，具体地分析了该DC ／DC 变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC ／DC 变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果 关键词：DC ／DC 变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM ；直流脉宽调速 一．降压斩波电路 1.1 降压斩波原理： R E U I E E T t t t E t U M on off on on -= ==+=000α 式中on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通占空比，简称占空比火导通比。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式： 1） 保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t 不变，称为PWM 。 2） 3） on t E M

1.2 工作原理 1）t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o=E，负载电流i o 按指数曲线上升 2）t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析

第5章 直流-直流开关型变换器 习题答案

第5章 直流-直流开关型变换器 习题 第1部分：简答题 1.开关器件的导通占空比是如何定义的？直流－直流开关型变换器有哪几种控制方式，各有何特点？其中哪种控制方式最常用，为什么？ 答：导通占空比被定义为开关期间的导通时间占工作周期的比值，即 on s t D T ， 直流－直流开关型变换器有三种控制方式： 1）脉冲宽度调制PWM ，特点为：周期不变，通过改变导通时间来调节占空比。 2）脉冲频率调制PFM ，特点为：导通时间不变，通过改变周期来调节占空比。 3）混合型调制，特点为：导通时间和周期均可改变，来调节占空比。 其中PWM 最常用，因为载波（开关）频率恒定，滤波器设计较容易，且有利于限制器件的开关损耗。 2.画出带LC 滤波的BUCK 电路结构图。并回答下列问题：实用的BUCK 电路中为什么要采用低通滤波器？为什么要接入续流二极管？设计滤波器时，滤波器的转折频率应如何选取，为什么？ 答：带LC 滤波的BUCK 电路结构图如下： 1）实用Buck 电路采用低通滤波器可以滤除高次谐波，使输出电压更接近直流。 2）续流二极管的作用是：当开关VT 断开时，构成续流回路，释放电感储能。 3）滤波器的转折频率fc 应远小于开关频率fs ，以滤除输出电压中的高次谐波。

3.画出BOOST电路结构图，并简述BOOST电路中二极管和电容的作用。 答：BOOST电路结构图如下： 二极管的作用：规定电流方向，隔离输出电压。 电容的作用：在开关断开期间，保持负载电压。 4.简述稳态电路中电感和电容上电压、电流的特点，并分析其物理意义。 答： 1）稳态时，电感上的电压在1个周期上平均值为零，即伏秒平衡。物理意义是: 稳态时电感中磁通在1个周期内净变化量为零。 2)稳态时，电容上的电流在1个周期上平均值为零，即安秒平衡。物理意义是：稳态时电容上电荷在1个周期内净变化量为零。 5.为什么BUCK电路可以看作是直流降压变压器，而BOOST电路可以看作是直流升压变压器？这种变换器与真正的变压器相比有何异同之处？ 答： 1）因为在连续导通模式下，Buck和BOOST电路都可以通过调节占空比D,使变压比Uo/Ud在0～1和大于1的范围内连续调节，因此从变压角度看，可将它们视为直流降压变压器和升压变压器。 2）和真正变压器相比，相同之处在于：Uo/Ud，Io/Id的表达式相同。 不同之处在于：对于Buck电路，尽管平均电流Id与Io之间也符合变压器的变比关系，但id瞬时值不是直流，含有与开关频率有关的脉动量。BOOST电路不能空载工作。

基于单片机的直流斩波电路的设计说明

基于单片机的直流斩波电路的设计 本文介绍了基于单片机的直流斩波电路的基本方法，直流斩波电路的相关知识以及用单片机产生ＰＷＭ波的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS 一51单片机的用软件产生PWM 信号以及信号占空比调节的方法。对于实现直流斩波提供了一种有效的途径。本次设计中以直流降压斩波电路为例。 关键词：单片机最小系统； PWM ；直流斩波： 直流降压斩波电路的原理 斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种 情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中Em 所示 工作原理，两个阶段 t=0时V 导通，E 向负载供电，uo=E ，io 按指数曲线上升 t=t1时V 关断，io 经VD 续流，uo 近似为零，io 呈指数曲线下降 为使io 连续且脉动小，通常使L 值较大 数量关系 电流连续时，负载电压平均值 E E T t E t t t U on off on on o α==+= a ——导通占空比，简称占空比或导通比 Uo 最大为E ，减小a ，Uo 随之减小——降压斩波电路。也称为Buck 变换器（Buck Converter ）。 负载电流平均值 R E U I m o o -= （3-2） 电流断续时，uo 平均值会被抬高，一般不希望出现 斩波电路有三种控制方式： 1）保持开关周期T 不变，调节开关导通时间t on ，称为脉冲宽度调制或脉冲 调宽型： 2）保持导通时间不变，改变开关周期T ，成为频率调制或调频型； 3）导通时间和周期T 都可调，是占空比改变，称为混合型。

其原理图为： 图3-1降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形

直流斩波电路设计

电力电子课程设计直流斩波电路的设计 系、部：电气与信息工程学院学生姓名：刘宗泉 指导教师：肖文英职称副教授专业：自动化 班级： 1102 班 完成时间： 2014年5月28日

摘要

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流-交流-直流的情况。习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。 直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。 利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。 直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。全控型器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar,IGBT）综合了电力晶体管（Giant Transistor,GTR）和电力场效应管（Power Field Effect,MOSFET）的优点，具有良好的特性。目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。 本课程设计使用全控型器件IGBT做降压斩波电路控制器件；SG3525作为控制芯片，EXB841作为驱动芯片讨论降压斩波主电路、控制电路、驱动电路和保护电路的原理与设计。 关键词：IGBT；降压斩波电路；SG3525；EXB841

直流降压斩波电路的设计

直流降压斩波电路的设计 摘要: 本实验设计的是Buck降压斩波电路，采用全控型器件IGBT。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路。 关键词:降压斩波，主电路、控制电路、驱动及保护电路。 引言：直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电源则是斩波电路应用的新领域，是电力电子领域的一大热点。DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。斩波器的工作方式有：脉宽调制方式，频率调制方式和混合型。脉宽调制方式较为通用。当今世界软开关技术使得DC/DC变换器发生了质得变化和飞跃。美国VICOR公司设计制造得多种ECI 软开关DC/DC变换器，最大输出功率有300W、600W、800W等，相应得功率密度为（6.2、10、17）W/cm3，效率为（80—90）%。日本NemicLambda公司最新推出得一种采用软开关技术得高频开关电源模块RM系列，其开关频率为200—300KHz,功率密度已达 27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90%。 1设计目的 直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流—交流—直流的情况，其中IGBT 降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与GTR的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点，输入阻抗高，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。

第3章直流斩波电路答案

第3章直流斩波电路 填空题： 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。 斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续， ________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。

简答题： 11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标 明 电 流 方 向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，

电力电子技术课后习题重点(第五章~第七章)

4-4电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？ 在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。 4-8.逆变电路多重化的目的是什么?如何实现?串联多重和并联多重逆变电路备用于什么场合?答:逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形。因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。 逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。 串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。 并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路的多重化。 在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。 5-1简述图5-la 所示的降压斩波电路工作原理。 答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间on t 。，由 电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，Uo=E 。然后使V 关断一段时间off t ，此时 电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，Uo=0。一个周期内的平均电压 0on off E t U t ?=?输出电压小于电源电压,起到降压的作用。 5-2．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，已知E=200V ，R=10Ω，L 值微大，E=30V ，T=50μs ，ton=20μs ，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为 02020080()50 on t U E V T ?===输出电流平均值为 0080305()10 M U E I A R --===5-3．在图5-la 所示的降压斩波电路中，E=100V ，L=lmH ，R=0．5Ω，M E =10V ， 采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当on t =5μs 时，计算输出电压平均值0U ，输出电流平均值 0I ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当on t =3μs 时，重新进行上述计算。 解：由题目已知条件可得：

直流升压斩波电路..

安阳师范学院课程实践报告书 电力电子课程实践 ——直流升压斩波电路 作者 系（院）物理与电气工程学院 专业电气工程及其自动化（专升本）年级 2014级 学号 指导教师 日期 2014

摘要 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路.直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 关键词：直流；升压斩波；IGBT

目录 摘要 (1) 1 升压斩波电路 (3) 1.1 升压斩波电路的基本原理 (3) 1.2 斩波电路的控制方式 (4) 2.升压斩波电路的典型应用 (5) 3 结果分析 (9) 4 小结 (10) 参考文献 (11)

1 升压斩波电路 1.1 升压斩波电路的基本原理 升压斩波电路（Boost Chopper）的原理及工作波形如图1-1所示。该电路中也是一个全控型器件。 图1-1直流升压斩波电路原理图 首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大，当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I 1 ，同时电容C上的电压向负载R 供电，因C值很大，基本保持输出电压u o 为恒定值。记为U 。设V处于通态的 时间为t on ,此阶段电感L上积蓄的能量为EI 1 t on 。当V处于断态时，电源E和电 感L同时向电容C充电并向负载提供能量。设V处于断态的时间为t off , 则此期间电感L释放能量为:(U -E)I 1 t off 。当电路工作与稳态时，一个周期T中电感L积蓄能量与释放能量相等，即 EI 1 t on =(U -E)I 1 t off (1-1) 化简得

(完整word版)湖南工程学院2014直流降压斩波电路课程设计..

湖南工程学院应用技术学院课程设计 课程名称电力电子技术 课题名称DC-DC变换电路分析 专业电气工程 班级 学号 姓名 指导教师李祥来 2014 年月日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称：电力电子技术 题目：DC-DC变换电路分析 专业班级：电气1184 学生姓名： 学号： 指导老师： 审批： 任务书下达日期2014年月日 设计完成日期2014年月日

前言 直流-直流变流电路（DC-DC Converter）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路，直接直流变流电路也称斩波电路（DC Chopper）,它的功能是将直流电变为另一固定电压或者可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此，也称为带隔离的直流-直流变流电路或直-交-直电路。习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况，且甚至更多地指后一种情况。 直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。 降压斩波电路（Buck Chopper）的设计与分析是接下来课程设计的主要任务。。

目录 一．降压斩波电路 (7) 1.1 降压斩波原理： (7) 1.2 工作原理 (8) 1.3 IGBT结构及原理 (8) 二．直流斩波电路的建模与仿真 (11) 2.1IGBT驱动电路的设计.................................... 错误！未定义书签。 2.2电路各元件的参数设定................................ 错误！未定义书签。 2.3元件型号选择 ............................................... 错误！未定义书签。 2.4仿真软件介绍 ............................................... 错误！未定义书签。 2.5仿真电路及其仿真结果................................ 错误！未定义书签。 2.6仿真结果分析 ............................................... 错误！未定义书签。三．课设体会与总结. (19) 四．附录（完整电路图） (19) 五．参考文献 (19) 六．课程设计成绩表 (19)

直流斩波电路工作原理

直流斩波电路工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

直流斩波电路工作原理及输出输入关系 升压斩波电路（Boost Chopper ） 升压斩波电路 假设L 和C 值很大。 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定1i ，电容C 向负载R 供电，输出电压0u 恒定。 断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 设V 通态的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t Ei 1 设V 断态的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为off t i E u 10)(- 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等： on t Ei 1=off t i E u 10)(- 化简得 E t T E t t t u off off off on =+=0 off t T ——升压比；升压比的倒数记作β ，即off t T =β β和α的关系：a +β=1 所以输出电压为 E E u αβ -==1110

升降压斩波电路 (buck -boost Chopper) 降压斩波电路 V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为1i ，同时，C 维持输出电压恒定并向负载R 供电，这时E u L =。 V 断时，L 的能量向负载释放，电流为2i 。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，这时0u u L -=。 稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，即 ???=-=+=T off on T t off L t on L L t u Et dt u dt u dt u on on 00)(0)(0 所以输出电压为： E E t T t E t t u oN on off on αα-=-== 10 （on t 为 V 处于通态的时间，off t 为V 处于断态的时间）

第三章 斩波电路

第三章斩波电路 一、填空题 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 6.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 7.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 三、简答题 1.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 2.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 3.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 5.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。 6.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。 7.多相多重斩波电路有何优点？ 四、计算题 1.在题图3-18所示的降压斩波电 路中，已知E=200V，R=10Ω，L值 极大，E M=30V，T=50μs,t on=20μs, 计算输出电压平均值U o，输出电流 平均值I o。 2.在题图3-19所示的降压 斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5Ω，E M=10V， 采用脉宽调制控制方式， T=20μs，当t on=5μs时，

直流斩波电路设计

第一章电路总体思路，基本结构和原理框图 1.1 电路总体思路 直流斩波电路功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器。 在设计直流斩波电路过程中，日常所用的电源一般都是220V 交流电，在设计中首先通过变压器降压，然后用整流电路将交流电转变为直流电，经过绿波电路滤掉高次谐波，从而获得直流斩波电路的输入电压。控制和驱动电路，采用直接产生PWM的专用芯片SG3525，该芯片的外围电路只需简单的连接几个电阻电容，就能产生特定频率的PWM波，通过改变IN+输入电阻就能改变输出PWM波的占空比，故在IN+端接个可调电阻就能实现PWM控制。为了减少不同电源之间的相互干扰，SG3525输出的PWM经过光电耦合之后才送至驱动电路，通过驱动电路对信号进行放大，放大后的电压可以直接驱动IGBT。此电路具有信号稳定，安全可靠等优点。因此他适用于中小容量的PWM斩波电路。过压和过流保护电路，均采用反馈控制,将过流过压信号反馈到芯片SG3525的输入，从而起到调节保护作用。 1.2 基本结构 直流斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。 主电路模块，主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩波电路组成，其中主要由全控器件IGBT的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。的大小。 控制电路模块，可用直接产生PWM的专用芯片SG3525来控制IGBT的开通与关断。 驱动电路模块，驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端

和公共端之间，用来驱动IGBT的开通与关断。 1.3 原理框图 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断。来完成整个系统的功能。因此，一个完整的降压斩波电路也应包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路这些环节。 直流斩波电路由电源、变压器、整流电路、滤波电路、主电路、控制和驱动电路及保护电路组成。如图1—1所示： 图1—1 总电路原理框图 第二章主电路各单元的设计 2.1 直流供电电路和滤波电路 生活中现有的都为交流电，所以斩波电路的输入电压需由交流电经整流得到。本设计采用桥式电路整流：由四个二极管组成一个全桥整流电路.由整流电路出来的电压含有较大的纹波，电压质量不太好，故需要进行滤波。本电路采用RL低通滤波器（通过

PWM直流斩波电路分析及测试

实验四PWM直流斩波电路分析及测试 ．实验目的 1．掌握Buck—Boost 变换器的工作原理、特点与电路组成。 2．熟悉Buck—Boost 变换器连续与不连续工作模式的工作波形图。 3．掌握Buck—Boost 变换器的调试方法。 ．实验内容 1．连接实验线路，构成一个实用的Buck—Boost 变换器。 2．调节占空比，测出电感电流i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。 3．将电感L 增大一倍，测出i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。 4．测出连续与不连续工作状态时的V be、V ce、V D、V L、i L、i C、i D等波形。 5．测出直流电压增益M=V O/V S与占空比D的函数关系。6．测试输入、输出滤波环节分别对输入电流i S与输出电流i O影响。 三．实验线路 四．实验设备和仪器 1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱

2．万用表 3. 双踪示波器 五．实验方法 1．检查PWM信号发生器与驱动电路工作是否正常连接有关线路，观察信号发生器输出与驱动电路的输出波形是否正常，如有异常现象，则先设法排除故障。 2．电感L=1.48mH，电感电流i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试 将“ 16”与“ 18”、“ 21”与“ 4”、“ 22”与“ 5”、“ 19”与“ 6”、“ 1”与“ 4”、“ 9”与 “ 12”相连，即按照以下表格连线。 合上开关S1与S2、S3、S4，用示波器观察“ 7”与“ 13”（即i L）之间波形，然后调节RP1使i L处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比 D 与工作周期T。 3．L=1.48mH，测出处于连续与不连续临界工作状态时的V be （“5”～“6”）、V ce（“4”～“6”）、V D（“9”～“8”）、 i L（“7”～“13”）、i C（“ 6”～“ 7”）、i D（“ 8”～“ 7”）等波形调节RP1，使i L处于连续与不连续临界工作状态，用示波器测出GTR基-射极电压V be与集- 射极电压V ce；二极管VD阴极与阳极之间电压V D；电感L3 两端电压V L；电感电流i L；三极管集电极电流i C以及二极管电流i D等波形。 4．L=1.48mH,测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形 调节RP1左旋到底，使i L 处于连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。 5．L=1.48mH,测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形 调节RP1右旋到底，使i L 处于不连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。 6．L=3.07mH，i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试 将开关S2断开，观察i L波形，调节RP1，使i L 处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比D与工 作周期T。 7．L=3.07mH，测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形 调节RP1，使i L 处于连续工作状态，测试方法同前。 8．L=3.07mH，测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形 9．测出M=V O/V S与占空比D的函数关系 （1）L=1.48mH，占空比 D 从最小到最大范围内，测试5～6个D数据，以及与此对应的输出电压V O 。（占空比D用示波器观察, V O、V S用万用表测量，V s（V cc ～“ 14” ）、V o（“12”～“ 15”）【红色为临界时的数值】

直流斩波电路课程设计

课程设计说明书 题目名称：直流斩波电路的设计 系部：电力工程系 专业班级：新能源13-1 学生姓名：谢程程 学号：2013231292 指导教师：张海丽 完成日期：2015.6.13

新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目直流斩波电路的设计 系部__电力工程系_____ 专业班级新能源13-1 学生姓名__谢程程_________ 学生学号2013231292 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日

（此页背书） 评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

新疆工程学院 电力工程系(部)课程设计任务书 2014/2015学年第二学期2015年 6 月15日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）

摘要 直流斩波电路的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器。直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况； 本文主要介绍的是直流斩波电路的设计，通过对直流源，控制电路，驱动电路和保护电路的设计完成整个直流斩波电路的设计。通过示波器很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。硬件电路设计，它通过Protel等软件设计完成。 关键词：直流斩波控制驱动保护

目录 摘要 1 直流斩波主电路的设计............................ 错误!未定义书签。 1.1 电力电子技术介绍............................ 错误!未定义书签。 1.1.1 电力电子技术的内容..................... 错误!未定义书签。 1.1.2 电力电子技术的发展................. 错误!未定义书签。 1.1.3 电力电子技术的重要作用............... 错误!未定义书签。 1.1.4 电力电子技术课程的学习要求 (2) 1.2 直流斩波电路介绍............................ 错误!未定义书签。 1.3 直流斩波电路原理............................ 错误!未定义书签。 1.3.1 直流降压斩波电路....................... 错误!未定义书签。 1.3.2 降压斩波电路实验室验证 (7) 1.3.3 直流升压斩波电路 (9) 1.4 主电路的设计................................ 错误!未定义书签。 1.4.1 课程设计的目的......................... 错误!未定义书签。 1.4.2 课程设计的任务与要求................... 错误!未定义书签。 1.4.3 设计方案选定与说明..................... 错误!未定义书签。 2 触发电路设计...................................... 错误!未定义书签。 2.1控制及驱动电路设计........................... 错误!未定义书签。 2.1.1 PWM控制芯片SG3525简介................ 错误!未定义书签。 2.1.2 SG3525内部结构及工作特性............ 错误!未定义书签。 2.1.3 SG3525的工作原理...................... 错误!未定义书签。 2.1.4 控制电路工作原理....................... 错误!未定义书签。 2.2 驱动电路的设计.............................. 错误!未定义书签。 2.3 保护电路的原理与设计 (18) 2.3.1 过电压保护 (18) 2.3.2 过电流保护 (19) 2.4触发电路 (19) 2.5系统总电路................................... 错误!未定义书签。 3 电路仿真.......................................... 错误!未定义书签。 3.1 触发电路的仿真.............................. 错误!未定义书签。 3.1.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。 3.1.2 触发电路的仿真结果及分析............... 错误!未定义书签。 3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................ 错误!未定义书签。 3.2.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。

电力电子技术第5章-复习题-答案

第5/10章 直流-直流变换电路 习题与答案 第1部分：填空题 1.直流斩波电路完成的是直流到 另一种直流 的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是 降压（Buck ） 电路和 升压（Boost ） 电路。 3.斩波电路有三种控制方式： 脉宽调制（PWM ）、脉频调制（PFM ） 和 PWM/PFM 混合调制 ，其中最常用的控制方式是：脉宽调制（PWM ） 。 4.脉冲宽度调制的方法是： 开关周期 不变， 开关导通 时间变化，即通过导通占空比的改变来改变变压比，控制输出电压。 5.脉冲频率调制的方法是: 开关导通 时间不变， 开关周期 变化，导通比也能发生变化，达到改变输出电压的目的。该方法的缺点是： 开关频率 的变化范围有限。输出电压、输出电流中的 谐波频率 不固定，不利于滤波器的设计 。 6.降压斩波电路中通常串接较大电感，其目的是使负载电流 平滑 。 7.升压斩波电路使电压升高的原因：电感L 在开关管导通期间将电能转换为磁能储存起来，以实现电压泵升 ，电容C 在开关管导通期间给负载供能以使输出电压连续平滑 。 8.升压斩波电路的典型应用有 直流电动机传动 和 功率因素校正（APFC ） 等。 9.升降压斩波电路和Cuk 斩波电路呈现升压状态的条件是开关器件的导通占空比为 大于0.5小于1 ；呈现降压状态的条件是开关器件的导通占空比为 大于0小于0.5 。 10.设Buck 型DC-DC 变换器工作于CCM 模式，设输入电压U i =10V ，占空比D =0.6，则输出 电压U O ＝ 6V 。 11.设Boost 型DC-DC 变换器工作于CCM 模式，设输入电压U i =12V ，占空比D =0.8，则输出 电压U O ＝ 60V 。 13.开关型DC-DC 变换电路的三个基本元件是 开关管 、 电感 和 电容 。 14. 斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第 1 象限，升压斩 波电路能使电动机工作于第 2 象限，电流可逆 斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限。 15.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第 1、2 象限。 16.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个 降压 斩波电路和一个 升压 斩波电 路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个 降压 斩波电路并联。 第3部分：计算题 1、已知一BUCK 型DC-DC 变换器的输入电压为V U V i 2010≤≤,输出电压U O 为5V ，纹波电压为O O U U %5.0=?，负载电阻的变化范围为：Ω≤≤Ω101L R ，试： 1） 画出BUCK 变换器的主电路图 2） 求工作频率为10KHZ 和50KHZ 下所需临界电感、电容值 3） 选择晶体管的型号规格。 解：1）BUCK 变换器的主电路图如下所示