升压斩波电路课程设计
升压斩波电路设计..
电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波电路设计学院:专业:学号:姓名:指导教师:完成日期:升压斩波电路设计(一) 设计任务书(二)设计说明书目录一matlab仿真原理1 升压斩波电路工作原理1.1主电路工作原理1.2 IGBT驱动电路选择2 仿真实验2.1仿真模型2.2仿真实验结果及分析2.3仿真实验结论2.4 最优参数选择二硬件实验2.1 硬件电路2.1.1整流电路2.1.2斩波信号产生电路2.1.3斩波电路2.1.4总原理图2.1.5元器件列表2.2 PCB印刷电路板2.3 制造输出——final三课程设计总结参考文献摘要本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路(Boost chopper).设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。
Matlab主要是理论分析,借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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,最后进行了GUI编程,利用图形可视化界面的直观易懂的特点,使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式,从而具有友好界面,非常方便的就可进行控制参数输入,和输出图像显示。
第二部分是电路板,它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成,其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境,强大的元件及元件库的组织功能,方便易用的连线工具,强大的编辑功能设计检验,与印制电路板设计系统的紧密连接,自定义原理图模板高质量的输出等等优点,和丰富的设计法则,易用的编辑环境,轻松的交互性手动布线,简便的封装形式的编辑及组织,高智能的基于形状的自定布线功能,万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点,使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。
本设计也采用Protel设计原理图,和进行PCB板布线。
它是本设计从理论到实际制作的必进途径,通过设定相应的规则,足以满足设计所要求的规定。
升压斩波(boost+chopper)电路设计
电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波(boost chopper)电路设计学院:专业:学号:姓名:指导老师:时间:目录前言******************************************************* ****2MATlAB仿真设计***********************************************6硬件实验******************************************************* **14参考文献******************************************************* **19附录一设计任务书*************************************20 附录二PROTEL简介****************************************21 附录三MATLAB简介****************************************24升压斩波电路(Boost Chopper )设计 一、前言1.Boost Chopper 工作原理:图 1.1升压斩波电路图图 1.1中假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为I 1,同时C 的电压向负载供电,因C 值很大,输出电压u o 为恒值,记为U o 。
设V 通的时间为t o n ,此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o nV 断时,E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为t o f f ,则此期间电感L 释放能量为()o f f o t I E U 1- 稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等()off o on t I E U t EI 11-=化简得:E t T E t t t U offoffoffon o =+=(1)1/≥off t T ,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。
电力电子课程设计--MOSFET升压斩波电路设计
《电力电子课程综合实训》课程设计题目: MOSFET升压斩波电路设计专业:电气工程及其自动化班级:指导教师:2015年6月目录第一章前言...................................................................................错误!未定义书签。
1.1概述 (1)1.2 MOSFET介绍 (1)1.3 PWM控制芯片SG3525介绍 (1)第二章MOSFET升压斩波电路设计 (2)2.1 设计要求 (2)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (2)2.1.1总体方案 (2)2.3 设计方案各电路简介 (2)2.3.1电容滤波单相不可控整流电路 (2)2.3.2 MOSFET斩波电路 (3)2.3.3触发电路 (3)2.3.3保护电路 (3)第三章MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.1.1电路原理图 (4)3.1.2电路原理及其工作波形 (4)3.1.3主要的数量关系 (5)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)3.2.1 电路原理图 (5)3.2.2电路原理及其工作波形 (5)3.2.3主要的数量关系 (6)第四章控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.1.1驱动电路原理图 (7)4.1.2 电路工作原理 (7)4.2 保护电路 (8)4.1.1变压器的保护 (8)第五章总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (9)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)参考文献 (13)第六章心得体会 (14)第1章前言1.1概述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。
升压斩波电路课程设计
升压斩波电路课程设计一、前言1. 课程设计背景由于发展的日新月异,升压斩波电路在电子工程中扮演者越来越重要的角色。
课程设计涉及到升压斩波电路原理,结构,实际建模及仿真等。
2. 课程设计目标通过本次课程设计,学习如何使用多芯片升压斩波电路的原理,掌握斩波电路设计过程,实现多芯片升压斩波电路的建模及仿真。
二、实验原理1.电路升压机理升压斩波电路的实现就是使用振荡器对原始输入电压实现升压,利用单位增量反馈,在交流振荡器的输出再经过斩波电路,将高频振荡信号净化成较高平均值的一个电压。
2.多芯片升压斩波电路基本结构多芯片升压斩波电路的基本结构包括振荡器、斩波电路及调节路。
斩波电路为半桥简易斩波电路,斩开频率为3.3MHz,有注意的是在使用斩波电路时应注意更改斩开频率来匹配相应电路的要求;调节路由缓冲器、激励电路及Vr偏置组成,其中Vr就是用来调节升压斩波电路输出电压的量。
三、电路设计1.电路建模基于多芯片升压斩波电路基本结构,将整个电路进行建模,首先根据原理分析和实验数据,确定各元器件参数;其次,根据实际的原理图、原理分析及相应的稳健设计原则,设计振荡器、斩波电路及调节路等模块;最后,将这些模块组合成完整的电路模型。
2.仿真设计仿真是对电路建模后的进一步分析。
仿真电路的目标是:根据输入电压的大小来最大化输出电压的大小,确定整个电路能否正常运行。
为了实现这一目标,仿真设计需要利用软件工具,如PSPICE、Cadence、Psim等,进行仿真分析,确定整个电路模型及参数设置满足设计要求及特性要求。
四、实验结果1.电路振荡状态根据仿真分析结果,升压斩波电路能够正常振荡。
斩开频率可以根据实际的需求来进行调节,以及斩波线性度也可以利用调整持续偏置,达到调节输出电压的目的。
2.电路性能本次课程设计实验中,升压斩波电路的输入电压为3.2V,输出电压为4.3V。
此外,斩波电路的斩开频率和线性度均能满足要求。
五、结论本次课程设计成功完成了多芯片升压斩波电路的建模及仿真,并达到了预期的效果,证明了我们给出的设计思路的可行性。
IGBT升压斩波电路的设计-2
1 设计要求与方案设计要求=50V,输出功率P=300W ,利用IGBT设计一个升压斩波电路。
输入直流电压Ud开关频率为5KHz,占空比10%到50%,输出电压脉率小于10%。
设计方案根据升压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动电路。
其结构框图如图1所示。
图1在图1结构框图中,控制电路用来产生IGBT升压斩波电路的控制信号,控制电路产生的控制信号传到驱动电路,驱动电路把控制信号转换为加在IGBT控制端与公共端之间,可以使其开通或关断的信号。
通过控制IGBT的开通和关断来控制IGBT升压斩波电路工作。
控制电路中保护电路是用来保护电路,防止电路产生过电流、过电压现象而损坏电路设备。
、\2 升压斩波电路设计方案升压斩波主电路电路工作原理原理图本设计为直流升压斩波(boost chopper)电路,该电路是本系统的核心。
应为输出电压比较大,故斩波器件选用能够承受大电压和导通内阻小,开关频率高,开关时间小的大功率IGBT管。
在IGBT关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管VD。
斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
原理图如下图1所示:|$图1 主电路仿真图左边E为输入直流50V电压,右边为U斩波电压输出。
I G为SG3525输出的PWM斩波信号。
V为IGBT,VD为电力二极管,L为电感,C为电容,R为负载。
o n o f f 0o f f o f f t t T U E Et t+==T offt =βE -11E 1U 0αβ==off t T "原理分析:首先假设电感L 值很大,电容C 值也很大。
当I G 为高电平时,V导通,50V 电源向L 充电,充电基本恒定为,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ou为恒值,记为o U 。
设V 处于通态的时间为o n t ,此阶段电感L 上积储的能量为1o n E I t 。
当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电,并向负载R 提供能量。
电气工程boost斩波电路升压斩波电路电力电子技术课程设计
电气工程boost斩波电路升压斩波电路电力电子技术课程设计目录摘要.................... 错误!未定义书签。
1 BOOST斩波电路工作原理............... -2 -1.1主电路工作原理-2 -1.2控制电路选择-2 -2硬件调试................................ -4-2.1电源电路设计-4 -2.2升压(boost)斩波电路主电路设计-5 -2.3:控制电路设计-6 -2.4驱动电路设计-10 -2.5保___ 护 ____ 电 ____ 路 ___ 设_____ 计-11 -2.5.1过压保护电路-11 -2.5.2寸_ 流___ 保___ 护___ 电___ 路-12 -2.6直流升压斩波电路总电路-12 -3总结 ................................. -14 -4参考文献 ............................. -14 -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(DC/DC Converter),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;直流斩波电路的种类很多:降压斩波电路,升压斩波电路,这两种是最基本电路。
另外还有升降压斩波电路,Cuk斩波电路,Sepic斩波电路,Zeta斩波电路。
斩波器的工作方式有:脉宽调制方式(Ts不变,改变ton )和频率调制方式(ton不变,改变Ts)。
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路,设计分为Multisim 仿真和Protel两大部分构成。
Multisim 主要是仿真分析,借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWh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,利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
IGBT升压斩波电路设计
IGBT升压斩波电路设计引言在工业、能源和交通等领域中,高稳定性的直流电源得到广泛应用。
而升压斩波电路是一种常见的直流电源升压技术,在短时间内将直流电压升高到所需电压水平,同时保证电路稳定性和高效性。
因此,设计一种合理可行的IGBT升压斩波电路对于实际应用有非常重要的意义。
1.升压斩波电路原理升压斩波电路是通过改变输入电流的波形来实现电压的升高,使电压高于输入电压。
其实现原理是利用三极管的导通与截止控制,将电压进行放大、升压和限流的过程。
具体原理如下:1.在升压周期内,当输入电压低于输出电压,将三极管S1导通,使电感L储存能量。
2.当电压达到一定值时,开关S1关闭,而三极管S2导通,以使储存在电感L中的能量释放,从而产生高电压。
3.在降压周期内,当输入电压高于输出电压时,电感L将存储电流,而电容C通过三极管S2连接会被放电,以使电路中的电流保持稳定。
4.当电压下降到一定程度后,开关S2关闭,而三极管S1导通,使剩余能量继续储存于电感L中,以进行下一次升压。
2.IGBT升压斩波电路设计在设计IGBT升压斩波电路之前,需要考虑一些参数和特性,如输出电压、电流、升压斜率、升压率、升压时间、谐振频率、效率和稳定性等因素。
在设计过程中,需要根据实际需求进行合理参数选择和参数调整,针对性优化设计,以达到最佳的工作效果。
2.1 设计参数选择在设计IGBT升压斩波电路时,首先需要考虑输出电压和电流的大小,以确定升压斩波电路的类型和参数。
在选择输出电压和电流时,需要考虑实际应用环境中所需的电压范围和电流稳定性,选择合适的交流输入电压和电容参数。
此外,根据所选择的参数,还需要适当调整升压斜率、升压率和升压时间等因素,以提高效率和稳定性。
2.2 升压斩波电路拓扑结构设计针对不同的电压和电流要求,升压斩波电路有多种不同的拓扑结构,如单臂斩波、全桥斩波、半桥斩波和反平衡斩波等。
在选择拓扑结构时,需要考虑它们的优缺点和适用规律,确定最佳的设计方案。
igbt升压斩波电路课程设计
igbt升压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解IGBT的基本结构、工作原理及其在电力电子设备中的应用。
2. 学生能够描述升压斩波电路的原理,并掌握其关键参数的计算方法。
3. 学生能够解释IGBT升压斩波电路在不同应用场景中的优势及限制。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的IGBT升压斩波电路,并进行仿真分析。
2. 学生能够通过实验操作,验证升压斩波电路的性能,并掌握实验数据的处理方法。
3. 学生能够运用相关软件(如Multisim、LTspice等)对IGBT升压斩波电路进行设计与优化。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力电子技术领域的兴趣,提高学习主动性和积极性。
2. 学生通过团队合作,培养沟通、协作能力,增强集体荣誉感。
3. 学生在学习过程中,认识到电力电子技术在实际应用中的重要性,增强社会责任感。
课程性质:本课程为高年级电子技术专业课程,具有较强的理论性和实践性。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:结合课程性质、学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力,培养学生解决实际问题的能力。
通过课程目标分解,使学生在掌握知识、技能的同时,培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 理论知识:- IGBT的基本结构、工作原理及特性参数- 升压斩波电路的原理及分类- IGBT升压斩波电路的设计方法及关键参数计算- IGBT升压斩波电路在不同应用场景的分析2. 实践操作:- 使用Multisim、LTspice等软件进行IGBT升压斩波电路设计与仿真- 实验室搭建IGBT升压斩波电路,进行性能测试与数据分析- 针对实际应用案例,进行电路优化与调试3. 教学大纲:- 第一周:介绍IGBT的基本结构、工作原理及特性参数,讲解升压斩波电路的原理及分类- 第二周:深入学习IGBT升压斩波电路的设计方法,进行关键参数计算- 第三周:分析不同应用场景下的IGBT升压斩波电路,并进行实践操作- 第四周:总结课程内容,进行电路设计与优化,开展实验成果交流教材关联:教学内容与《电力电子技术》教材中第四章“IGBT及其应用”和第五章“升压斩波电路”相关章节紧密关联,确保教学内容与课本相符。
升压斩波电路的课程设计
升压斩波电路的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解升压斩波电路的基本原理,掌握其工作过程及关键参数的计算。
2. 掌握升压斩波电路在不同应用场景中的优点和局限。
3. 了解升压斩波电路与其他类型斩波电路的区别及适用范围。
技能目标:1. 能够正确绘制升压斩波电路的原理图,并进行电路分析。
2. 学会使用相关仪器、设备对升压斩波电路进行实验操作,验证理论知识的正确性。
3. 能够根据实际需求设计简单的升压斩波电路,并进行参数计算。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术学习的兴趣,激发其探索精神。
2. 培养学生的团队协作意识,使其在实验和讨论中能够积极与他人合作。
3. 增强学生的环保意识,了解电力电子技术在节能减排方面的重要作用。
课程性质分析:本课程为电力电子技术领域的基础课程,旨在使学生掌握升压斩波电路的基本原理和实际应用。
学生特点分析:学生具备一定的电子电路基础知识,但对电力电子技术方面的知识相对陌生,需要通过具体实例和实验来加深理解。
教学要求:1. 结合实际应用,注重理论知识与实验操作的相结合。
2. 通过案例分析、小组讨论等方式,提高学生的参与度和积极性。
3. 注重培养学生的动手能力和创新能力,提高其解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 升压斩波电路原理:- 斩波电路概述- 升压斩波电路的工作原理及电路结构- 关键元件的作用及选型2. 升压斩波电路的数学建模与参数计算:- 电路方程的建立- 参数计算方法- 转换效率分析3. 升压斩波电路的应用案例分析:- 不同场景下的应用案例介绍- 优缺点分析- 对比其他类型斩波电路的应用4. 实验教学:- 升压斩波电路原理图绘制与仿真- 实验设备的使用与操作方法- 实验步骤及数据处理5. 教学进度安排:- 理论教学:共计8课时,分2周完成- 实验教学:共计4课时,分1周完成教材章节关联:本教学内容与教材第3章“电力电子变换技术”的第2节“升压斩波电路”相关联,涵盖了该节内容的核心知识点。
电气工程课程设计MOSFET升压斩波电路设计
目录一、绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 SG3525简介 (1)1.4仿真软件介绍 (2)二、MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.3设计方案各电路简介 (3)三、MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)四、控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.2保护电路 (8)五、总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)六、结论 (11)参考文献 (11)一、绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路(DC Chopper),也称直接变流电路,它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
直流斩波的电路的种类较多,包括六种基本电路: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Zata斩波电路。
直流斩波电路在直流传动系统、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。
1.2 MOSFET简介MOSFET是金属-氧化层-半导体-场效晶体管,简称金氧半场效晶体管,是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
MOSFET依照其“通道”的极性不同,可分为N沟道型与P沟道型的MOSFET,通常又称为NMOSFET 与PMOSFET,其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET 等。
升压斩波电路课程设计
课程设计说明书升压直流斩波院、部:电气与信息工程学院学生姓名:唐浩指导教师:肖文英职称副教授专业:电气工程及其自动化班级:电气本1205班完成时间: 2015年5月26日摘要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,包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。
直接直流电变流电路也称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可5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,因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。
直流斩波电路的种类有很多,包括六种基本斩波电路: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,利用不同的斩波电路的组合可以构成符合斩波电路,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。
关键字:直流斩波;升压斩波;变压器ABSTRACTCurrent chopper circuit as a fixed voltage or DC into another adjustable voltage DC - DC converter, including direct and indirect DC DC converter circuit converter circuit. Dc converter circuit is also called directlyChopper circuit, its function is to change the dc into another fixed voltage or 5 adjustable voltage direct current (dc), generally refers to the directly to the direct current into another, this kind of circumstance not isolation between the input and output. Indirect dc converter circuit is in the dc converter circuit increases the communication link, usually in the communication link between the input and output is realized by using transformer isolation, therefore also calls the dc dc converter circuit with isolation or rectangular straight circuit. Kinds of dc chopper circuit has a lot of, including six basic chopper circuit: buck chopper circuit, boost chopper circuit, buck chopper circuit, Cuk chopper circuit, Sepic chopper circuit and ZetaChopper circuit, using a combination of different chopper circuit can conform to the chopper circuit, such as current reversible chopper circuit, bridge type reversible chopper circuit, etc. Using basic chopper circuit on the structure of the same combination, can constitute a heterogeneous multiple chopper circuit.Keywords: dc chopper; boost chopper; transformer目录第1章绪论 (1)第2章升压直流斩波电路的设计思想 (3)2.1升压直流斩波电路原理 (3)2.2参数计算 (4)第3章升压直流斩波电路驱动电路设计 (5)第4章升压直流斩波电路保护电路设计 (6)4.1过电流保护电路 (6)4.2过电压保护电路 (6)第5章升压直流斩波电路总电路的设计 (8)第6章升压直流斩波电路仿真 (9)6.1仿真模型的选择 (9)6.2仿真结果及分析 (9)第7章设计总结 (12)参考文献 (13)致谢 (15)附录 (16)第1章绪论升压直流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。
电力电子课程升压斩波电路
电力电子学课程设计报告书题目: 升压斩波电路设计专业:电子信息科学与技术班级:学号:学生姓名:指导教师:2012 年 05 月 09日信息工程学院课程设计任务书学生姓名王哲学号030841004 成绩设计题目升压斩波电路设计设计内容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.直流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。
本次需要设计一个升压斩波电路,并符合下面的设计要求。
设计要求1、输入直流电压:Ud=40V2、开关频率100KHz3、输出电压范围80V-120V4、输出电压纹波:小于1%5、最大输出电流:5A6、具有过流保护功能,动作电流:6A7、具有稳压功能8、效率不低于70%时间安排参考资料[1]陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术(第二版)北京:高等教育出版社,2004[2]王兆安,刘进军.电力电子技术(第5版).北京:机械工业出版社,2009.5[3]林飞,杜欣. 电力电子应用技术的MATLAB仿真.北京:中国电力出版社,2008[4] 赵良炳.现代电力电子技术基础.北京:清华大学出版社,1995[5]贾好来. EXB841对IGBT的过流保护研究. 太原理工大学学报,1007-9432(1999)06-0610-04[6] 纪相普,于谅.基于SIMULINK的BUCK型PFC装置仿真上海大学学报(自然科学版) 1007-2861(2001)05-0461-04目录目录 (2)摘要 (3)1 设计任务与方案 (4)1.1设计任务 (4)1.2设计方案 (4)2 总体设计 (5)2.1 主电路设计 (5)2.1.1原理分析 (5)2.2.2参数计算 (6)2.2 保护电路 (7)3 SimPowerSystem仿真 (8)3.1仿真波形 (9)3.1.1占空比为50% (9)3.1.2占空比为58.33% (10)3.1.3占空比为66.67% (10)3.2 结果分析 (11)4 总结 (12)参考文献 (13)附录: (14)仿真报告 (14)元器件清单 (15)摘要直流斩波电路(DC Chopper)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(DC/DC Converter),直流斩波电路(DC Chopper)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;直流斩波电路的种类很多,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,Zeta斩波电路,前两种是最基本电路。
升压斩波电路设计
电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波电路设计学院:专业:学号:姓名:指导教师:完成日期:升压斩波电路设计(一) 设计任务书(二)设计说明书目录一matlab仿真原理1 升压斩波电路工作原理1.1主电路工作原理1.2 IGBT驱动电路选择2 仿真实验2.1仿真模型2.2仿真实验结果及分析2.3仿真实验结论2.4 最优参数选择二硬件实验2.1 硬件电路2.1.1整流电路2.1.2斩波信号产生电路2.1.3斩波电路2.1.4总原理图2.1.5元器件列表2.2 PCB印刷电路板2.3 制造输出——final三课程设计总结参考文献摘要本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路(Boost chopper).设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。
Matlab主要是理论分析,借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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,最后进行了GUI编程,利用图形可视化界面的直观易懂的特点,使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式,从而具有友好界面,非常方便的就可进行控制参数输入,和输出图像显示。
第二部分是电路板,它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成,其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境,强大的元件及元件库的组织功能,方便易用的连线工具,强大的编辑功能设计检验,与印制电路板设计系统的紧密连接,自定义原理图模板高质量的输出等等优点,和丰富的设计法则,易用的编辑环境,轻松的交互性手动布线,简便的封装形式的编辑及组织,高智能的基于形状的自定布线功能,万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点,使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。
本设计也采用Protel设计原理图,和进行PCB板布线。
它是本设计从理论到实际制作的必进途径,通过设定相应的规则,足以满足设计所要求的规定。
升压斩波(boost+chopper)电路设计
电力电子技术课程设计报告题目:升压斩波(boost chopper)电路设计学院:专业:学号:姓名:指导老师:时间:目录前言******************************************************* ****2MATlAB仿真设计***********************************************6硬件实验******************************************************* **14参考文献******************************************************* **19附录一设计任务书*************************************20 附录二PROTEL简介****************************************21 附录三MATLAB简介****************************************24升压斩波电路(Boost Chopper )设计 一、前言1.Boost Chopper 工作原理:图 1.1升压斩波电路图图 1.1中假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为I 1,同时C 的电压向负载供电,因C 值很大,输出电压u o 为恒值,记为U o 。
设V 通的时间为t o n ,此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o nV 断时,E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为t o f f ,则此期间电感L 释放能量为()o f f o t I E U 1- 稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等()off o on t I E U t EI 11-=化简得:E t T E t t t U offoffoffon o =+=(1)1/≥off t T ,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。
mosfet升压斩波课程设计
mosfet升压斩波课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解MOSFET升压斩波电路的基本原理,掌握其工作过程和关键参数的计算。
2. 学生能掌握MOSFET器件的选型原则,理解其与升压斩波电路性能之间的关系。
3. 学生了解升压斩波电路在不同应用场景中的优缺点,并能结合实际需求进行合理设计。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立完成MOSFET升压斩波电路的搭建和调试。
2. 学生能够分析电路中存在的问题,并提出相应的优化方案。
3. 学生能够通过实际操作,验证理论知识的正确性,提高实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习,培养对电力电子技术学科的兴趣,激发学习热情。
2. 学生能够认识到MOSFET升压斩波电路在现实生活中的应用价值,提高社会责任感和使命感。
3. 学生在团队协作中,培养沟通与交流的能力,增强合作意识。
本课程旨在帮助学生掌握MOSFET升压斩波电路的相关知识,提高实践操作能力,培养学生对电力电子技术的兴趣和责任感。
针对高年级学生的特点和教学要求,课程目标具体、可衡量,为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. MOSFET升压斩波电路原理- 介绍MOSFET器件的结构、工作原理和特性。
- 讲解升压斩波电路的基本原理,包括电路组成、工作过程和关键参数计算。
2. MOSFET升压斩波电路设计与应用- 分析MOSFET器件的选型原则,及其与升压斩波电路性能的关系。
- 介绍升压斩波电路在不同应用场景中的设计方法和注意事项。
- 结合教材章节,进行实例分析和讨论。
3. 实践操作与调试- 安排实验室实践课程,指导学生搭建MOSFET升压斩波电路。
- 教学内容涵盖电路调试、问题分析及优化方案提出。
教学进度安排如下:1. 第1周:MOSFET器件结构、工作原理及特性。
2. 第2周:升压斩波电路原理及关键参数计算。
3. 第3周:MOSFET升压斩波电路设计与应用。
(完整版)升降压斩波课程设计.doc
《电力电子技术》课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计与仿真院、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称讲师专业:电气工程及其自动化班级:学号:完成时间:2016 年 6 月电力电子技术课程设计任务书学院:电气与信息工程系专业:电气工程及其自动化指导教师姓名学生姓名课题名称直流升压降压斩波电路的设计与仿真一、技术指标及要求:1)直流输入电压 100V;设计内容及任务设计安排主要参考资料2)电阻负载; (R 取学号尾数 X10Ω);3)控制电路频率 10KHZ ;4)输出电压纹波系数: 0.2%;5)仿真出占空比α分别为 0.1,0.2,0.5,0.8 的电感电压、电感电流、开关管电流、二极管电流和输出电压的波形。
起止日期设计内容2016 年 5 月 25 日确定设计方案2016 年 5 月 26 日计算相关数据2016 年 5 月 27 日至 2016 年 6 月 6 日Simulink仿真2016 年 6 月 7 日至 2016 年 6 月 23 日撰写课程设计说明书[1] 王兆安、刘进军.电力电子技术(第 5 版).机械工业出版社, 2009[2] 康华光、陈大钦.电子技术基础模拟部分.高等教育出版社,2002[3]秋关源、罗先觉.电路(第 5 版).高等教育出版社, 2006[4]周克宁 . 电力电子技术 . 北京:机械工业出版社, 2004.[5]黄家善 . 电力电子技术 . 北京:机械工业出版社, 2006[6]王维平 . 现代电力电子技术及应用 . 南京:东南大学出版社, 1999[7]张明勋主编 , 电力电子设备设计和应用手册 [M]. 北京 : 机械工业出版社.1992[8]丁道宏主编 , 电力电子技术 [M]. 北京 : 航空工业出版社 .1992[9]林渭勋主编 , 电力电子技术基础 [M]. 北京 : 机械工业出版社 .1990摘要电力电子技术飞速发展,电力电子技术已经成为自动化领域里一个重要部分,其核心就是利用弱电电路的设计思路,强大电路的器件来实现电路的各种需求。
电力电子技术课程设计--升压斩波电路的实现
.《电力电子技术》课程设计题目:升压斩波电路的实现专业:电气自动化班级: 2010级学生姓名:学号:指导教师:老师时间:2012 年 12 月28 日----2013 年 01 月 9 日目录一.设计说明 (2)1 实现的功能 (2)2 设计目的 (2)3 设计依据 (2)二.正文 (3)1总体的电路设计 (3)2 主电路设计及原理 (4)3 参数计算 (5)4 驱动电路的设计及原理 (6)4-1 IGBT对驱动电路的选择及要求 (6)4-2 驱动电路图及工作原理 (10)5保护电路的设计及原理 (12)5-1过电压保护 (12)5-2过电流保护 (12)6 电源电路的设计 (13)7元器件清单 (13)8仿真电路 (14)三.设计总结 (15)四.参考资料 (15)一、设计说明1、实现的功能通过升压DC-DC变换电路实现低输入电压30V~80到高斩波电路输出电压为380V,输出功率1500W2、设计的目的直流升压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电路、升降压电路、复合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。
通过此次的课程设计是自己掌握以下内容:1、通过对升压斩波电路的设计,掌握升压斩波电路的工作原理。
2、理解和掌握升压斩波电路及系统的主电路,驱动电路,保护电路的设计方法,掌握元器件的选择计算方法。
3、了解电力电子电路及系统实验和调试的方法。
3设计依据(1)IGBT的选择(2)IGBT过流,过压保护(3)升压斩波电路的设计(4)驱动电路设计,驱动电路采用EXB841(5)触发电路供电电源设计二.正文1总体的电路设计如图1总体实现电路设计所示。
电路由升压电路,驱动模块、保护模块电路组成。
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课程设计说明书升压直流斩波院、部:电气与信息工程学院学生姓名:唐浩指导教师:肖文英职称副教授专业:电气工程及其自动化班级:电气本1205班完成时间: 2015年5月26日摘要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,包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。
直接直流电变流电路也称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可5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,因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。
直流斩波电路的种类有很多,包括六种基本斩波电路: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,利用不同的斩波电路的组合可以构成符合斩波电路,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。
关键字:直流斩波;升压斩波;变压器ABSTRACTCurrent chopper circuit as a fixed voltage or DC into another adjustable voltage DC - DC converter, including direct and indirect DC DC converter circuit converter circuit. Dc converter circuit is also called directlyChopper circuit, its function is to change the dc into another fixed voltage or 5 adjustable voltage direct current (dc), generally refers to the directly to the direct current into another, this kind of circumstance not isolation between the input and output. Indirect dc converter circuit is in the dc converter circuit increases the communication link, usually in the communication link between the input and output is realized by using transformer isolation, therefore also calls the dc dc converter circuit with isolation or rectangular straight circuit. Kinds of dc chopper circuit has a lot of, including six basic chopper circuit: buck chopper circuit, boost chopper circuit, buck chopper circuit, Cuk chopper circuit, Sepic chopper circuit and ZetaChopper circuit, using a combination of different chopper circuit can conform to the chopper circuit, such as current reversible chopper circuit, bridge type reversible chopper circuit, etc. Using basic chopper circuit on the structure of the same combination, can constitute a heterogeneous multiple chopper circuit.Keywords: dc chopper; boost chopper; transformer目录第1章绪论 (1)第2章升压直流斩波电路的设计思想 (3)2.1升压直流斩波电路原理 (3)2.2参数计算 (4)第3章升压直流斩波电路驱动电路设计 (5)第4章升压直流斩波电路保护电路设计 (6)4.1过电流保护电路 (6)4.2过电压保护电路 (6)第5章升压直流斩波电路总电路的设计 (8)第6章升压直流斩波电路仿真 (9)6.1仿真模型的选择 (9)6.2仿真结果及分析 (9)第7章设计总结 (12)参考文献 (13)致谢 (15)附录 (16)第1章绪论升压直流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电路、升降压电路、复合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。
早期的直流装换电路,电路复杂、功率损耗、体积大,使用不方便。
晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
它电路简单体积小,便于集成;功率损耗少,符合当今社会生产的要求;所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。
1.1主要元件介绍1.1.1 IGBT介绍本设计基于《电力电子技术》课程,充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路,实现升压直流。
IGBT绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。
IGBT 综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
1.1.2 驱动电路M57962L简介M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules) 。
在驱动模块内部装有2500V 高隔离电压的光电耦合器,过流保护电路和过流保护输出端子,具有封闭性短路保护功能。
M57962L是一种高速驱动电路,驱动信号延时tPLH 和tPHL最大为1.50μs。
可以驱动600V/400V 级的IGBT模块。
M57962L工作程序:当电源接通后,首先自检,检测IGBT是否过载或短路。
若过载或短路, IGBT 的集电极电位升高,经外接二极管流入检测电路的电流增加,栅极关断电路动作,切断IGBT的栅极驱动信号,同时在“8”脚输出低电平“过载/短路”指示信号。
lGBT正常时,输入信号经光电耦合接口电路,再经驱动级功率放大后驱动IGBT。
1.1.3 M57962L的工作原理M57962L采用双电源+ Vcc和VEE ,原理结构图如图1-1所示。
电路组成: (1) 放大隔离电路; (2) 定时复位电路;(3) 过流检测电路; (4) 过流输出电路。
图1-1 M57962L原理机构图第2章 升压直流斩波电路的设计思想2.1升压直流斩波电路原理升压直流变流器用于需要提升直流电压的场合,其原理图如图1-2所示。
在电路中V 导通时,电流由E 经升压电感L 和V 形成回路,电感L 储能;当V 关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而在负载侧得到 图2-1 升压直流斩波电路原理图高于电源的电压,二极管的作用是阻断V 导通是,电容的放电回路。
调节开关器件V 的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为1I ,同时C 的电压向负载供电,因C 值很大,输出电压0u 为恒值,记为0U 。
设V 通的时间为on t ,此阶段L 上积蓄的能量为E 1I on t 。
V 断时,E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为off t ,则此期间电感L 释放能量为:off t 10E)I -(U (1-1)稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等off on t I E U t 101)(EI -= (1-2)化简得:E t T E t t offoff offon =+=t U 0 (1-3) 上式中1t T off ≥,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。
off t T——升压比,调节其即可改变0U 。
将升压比的倒数记作β,即T off t =β。
和导通占空比,有如下关系: 1=+βα (1-4)因此,式(1-2)可表示为:E -11E 1U 0αβ== (1-5) 升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压,关键有两个原因:一是L 储能之后具有使电压泵升的作用,二是电容C 可将输出电压保持住。
在以上分析中,认为V 处于通态期间因电容C 的作用使得输出电压Uo 不变,但实际上C 值不可能为无穷大,在此阶段其向负载放电,U 。
必然会有所下降,故实际输出电压会略低于理论所得结果,不过,在电容C 值足够大时,误差很小,基本可以忽略。
2.2参数计算由直流斩波电路的原理可知E t T E t t offoff offon =+=t U 0 (1-6) 又输入电压为输入直流电压范围:50V~100V ,要求输出直流电压:80V 。
所以只要根据输入的电压控制全控晶闸管IGBT 关断的时间和开通的时间比就可,即升压比就可得到所需电压。
由计算得:173856≤≤β (1-7) 又因为要求输出功率P=100W, 0U =340VP RU 20= (1-8) 得: R=Ω1156 (1-9)升压电路所用全控型晶闸管IGBT 是电压型驱动器件。
IGBT 的栅射极之间有数千皮法左右的极间电容,为快速建立驱动电压,要求驱动电路具有较小的输出电阻使IGBT 开通的栅射极间的驱动电压一般取15—20V 。