直流升压斩波电路课程设计
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。
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。
升压斩波电路课程设计报告Word版
《电力电子技术课程设计》报告设计题目：升压斩波电路的设计英文题目：The Design of Boost Chopper院系：电气工程与自动化年级专业： 2011级电气工程及其自动化姓名：）））2014年6月30日目录目录 (2)1. 设计的题目 (3)1.1引言 (3)1.2升压斩波电路的应用 (4)2.设计的任务： (4)2.1 课程设计要求 (4)2.2Boost电路技术参数及要求 (4)3.设计的依据： (5)3.1总体构思依据 (5)3.2理论计算依据 (5)4.设计的内容： (6)4.1主电路的选择与计算过程 (6)4.1.1直流斩波电路由直流电源、MOSFET、电感、电容、续流二极管以及负载组成。
具体原理电路图如下： (6)4.1.2主电路的理论计算： (6)4.1.3主电路的仿真 (7)4.1.4主电路的仿真输出波形 (8)4.2控制电路的选型与计算过程 (8)4.2.1NE555的引脚图及引脚 (8)4.2.2 NE555工作原理 (9)4.2.3控制电路原理图 (9)4.2.4控制电路理论计算过程 (10)4.2.5控制电路的仿真与波形输出 (10)4.3带tlp250光耦合器的驱动电路的选型 (11)4.3.1 tlp250引脚图及引脚 (11)4.3.2采用tlp250的原理 (11)4.4绘制原理图和PCB (12)4.4.1主电路原理图 (12)4.4.2主电路PCB图 (13)4.4.3 555电路图 (13)4.4.4 光耦tlp250原理图 (13)4.4.5稳定光耦tlp250输出电压原理图 (14)4.4.6控制电路pcb图 (14)4.5列出元器件的规格、型号和明细表 (14)4.6PCB实物制作和调试过程 (15)4.6.1主电路实物图 (16)4.6.2控制电路实物图 (16)4.6.3调试过程 (16)4.6.4调试结果为：占空比为30%时， (17)4.6.5理论值与实际值的比较 (17)4.7实验结果分析和处理 (17)5.心得体会 (18)6.主要参考文献 (19)1.设计的题目1.1引言随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已被广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。
直流斩波电路设计
一、设计项目与要求1、输入直流电压U i=60V,R=8Ω；2、输出电压范围为0-100V，试选用合适斩波电路；3、计算占空比α=23%和α=59%时，负载两端输出电压和电流；4、画出α=23%和α=59%时斩波电路的电压电流波形分析图；5、IGBT的工作特性分析。
二、电路原理图设计2.1主电路的设计斩波电路:将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。
也称为直流-直流变换器(DC/DCConverter)。
一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流-交流-直流。
升降压斩波斩波电路结构Boost型升降压斩波变换器的特点是输出电压可以低于电源电压，也可以高于电源电压，是将降压斩波和升压斩波电路结合的一种直接变换电路。
主要由功率开关、二极管、储能电感、输出滤波电容等组成。
本次课题是在输入直流电压为60V时，想要输出电压的范围为0-100V，故而要选择的斩波电路应为升降压斩波斩波电路。
图1升降压斩波电路原理图2.2触发电路设计斩波器触发电路由三部分组成，图2为斩波器触发电路的原理图。
第一部分为由幅值比较电路U1和积分电路U2组成一个频率和幅值均可调的锯齿波发生器。
电位器RP1用来调节锯齿波的上下位置，电位器RP2用来调节锯齿波的频率，频率从100到700Hz可调。
由于晶闸管的开关速度及LC振荡频率所限，所以在斩波实验中我们一般选用200Hz这一范围。
第二部分是比较器部分。
比较器U3输入的一路是锯齿波信号，另一路是给定的电平信号，输出为前沿固定后沿可调的方波信号。
改变输入的电平信号的值，则相应改变了输出方波的占空比。
第三部分是比较器产生的方波送到4098双单稳电路U4，单稳电路则在方波的前沿和后沿分别产生两个脉冲，如图4所示，其后沿脉冲随方波的宽度变化而移动，前沿脉冲相位则保持不变，输出的脉冲经三极管放大通过脉冲变压器输出。
将上述两脉冲分别送至主晶闸管及辅助晶闸管，其中方波前沿触发脉冲G1、K1接主晶闸管VT1，而后沿触发脉冲G2、K2接辅助晶闸管VT2。
升压直流斩波电路
《电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：电气工程及其自动化班级：完成时间：电力电子课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输入点能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将电力电子电路分为四大类型，即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。
该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展，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。
目前直流变换电路的用途非常广泛，无论是从性能、功率还是节能性上，都处于不断地发展之中。
其中升压直流斩波电路是输出电压高于电源电压的一种斩波电路，主要运用于直流电动机传动、单相功率因数校正以及交直流电源中。
该设计中，运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波电路结合，从而实现升压直流斩波。
通过方案选定，电路构造以及电路调试，最终基本实现升压直流斩波电路功能。
由于知识浅薄，该课程设计说明书里还存在不少纰漏和错误，殷切希望老师和同学们的批评指正。
关键词：直流；斩波；升压1 绪论 (1)1.1 电力电子技术的介绍 (1)1.2 电力电子技术的应用 (1)1.3 直流直流变流技术 (2)1.4 设计要求 (2)2 系统总体方案设计 (2)2.1 总体电路设计框图 (2)2.2 整流电路选择 (2)3 主电路设计 (5)3.1 整流电路 (5)3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)3.1.2 整流电路工作原理 (6)3.2 升压斩波电路 (6)3.2.1 升压斩波电路及工作波形 (6)3.2.2 升压斩波电路工作原理 (7)3.3 元器件参数及选型 (7)3.3.1 晶闸管的选型 (7)3.3.2 绝缘栅双极晶体管（IGBT）选型 (9)4 控制电路及驱动电路 (11)4.1 控制电路 (11)4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)4.2 驱动电路 (13)4.3 控制和驱动电路原理图 (13)5 保护电路设计 (15)5.1 过电流保护 (15)5.2 过电压保护 (15)6 仿真电路图及结果 (16)6.1 MATLAB仿真软件 (16)6.2 整流电路仿真及部分参数设置 (16)6.2.1 整流电路仿真模型 (16)6.2.2 部分参数设置 (17)6.3 升压斩波电路仿真模型 (19)6.4 总电路仿真模型 (19)6.5 仿真波形及波形分析 (20)7 设计总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)附录A 升压直流斩波总电路图 (24)附录B 元件清单 (25)1 绪论1.1 电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
(电力电子)课程设计直流斩波电路
直流斩波电路设计方案和方案实施2.1 设计方案选择斩波电路有三种控制方式（1）脉冲宽度调制（PWM ）：开关周期T 不变，改变开关导通时间ton 。
（2）频率调制：开关导通时间ton 不变，改变开关周期T 。
（3）混合型：开关导通时间ton 和开关周期T 都可调，改变占空比。
本次设计采用的是脉宽调制的方法，开关选用全控型器件IGBT ，它集中了电力MOSFET 和GTR 得优点。
2.2 升压斩波电路的设计原理原理图如图3-5所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压o U 为恒值,记为o U 。
设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t EI 1V 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 offOt I E U 1)(- （2-1）稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等化简得： off O ont I E U t EI 11)(-= （2-2）E t TE t t t U offoffoffon O =+=（2-3）1/≥off t T ，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。
也称之为boost chooper变换器。
offt T /——升压比，调节其即可改变o U 。
将升压比的倒数记作β，即Tt off =β。
和导通占空比，有如下关系：1=+βα （2-4）因此，式（2-2）可表示为（2-5）升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：① L 储能之后具有使电压泵升的作用 ② 电容C 可将输出电压保持住2.3 IGBT 驱动电路选择对IGBT 驱动电路提出以下要求和条件：(1)由于是容性输出输出阻抗；因此IBGT 对门极电荷集聚很敏感，驱动电路必须可靠，要保证有一条低阻抗的放电回路。
(2)用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门及控制电压GS U 有足够陡峭的前、后沿，使IGBT 的开关损耗尽量小。
(完整版)电力电子课程设计直流斩波电路(优秀设计)..
课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级: 专业：自动化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（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，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
第二部分是硬件电路设计，它通过Protel 等软件设计完成。
关键字：直流斩波；PWM；SG3525目录1 直流斩波主电路的设计............................................... 1..1.1 直流斩波电路原理.............................................. 1..1.1.1 直流降压斩波电路........................................ 1..1.2.2 直流升压斩波电路........................................ 2..1.2 主电路的设计.................................................. 3...1.2.1 直流降压斩波电路........................................ 3..1.2.2 直流降压斩波电路参数计数................................ 3..1.2.3 直流升压斩波电路........................................ 4..1.2.4 直流升压斩波参数计算.................................... 4..2 触发电路设计5...2.1 控制及驱动电路设计............................................ 5..2.1.1 PWM 控制芯片SG3525 简介 ............................. 5.2.1.2 SG3525 内部结构及工作特性.............................. 5..2.1.3 触发电路................................................ 6...2.2 系统总电路图.................................................. 7...3 电路仿真8...3.1 触发电路的仿真................................................ 8..3.1.1 Multisim 仿真电路的建立.................................. 8..3.1.2 触发电路的仿真结果及分析................................ 9..3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................................. 1..03.2.1 Multisim 仿真电路的建立................................. 1..03.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 03.3 升压斩波电路仿真1..13.3.1 Multisim 仿真电路的建立1.13.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 24 总结与体会........................................................ 1..3.参考文献....................................................................... 1..4. .1直流斩波主电路的设计1.1直流斩波电路原理1.1.1直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压， 使负载侧电压低于电源电压，其 原理电路如图1-1所示。
课程设计--直流斩波电路的设计
电力电子技术课程设计说明书题目直流斩波电路的设计学院：电气与信息工程学院前言直流斩波器(DC Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC/DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为DC/DC变换。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式，Ts（周期）不变，改变Ton （通用，Ton为开关每次接通的时间），二是频率调制方式，Ton不变，改变Ts （易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：降压斩波器（Buck Chopper电路），其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。
升压斩波器（Boost Chopper电路），其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同降压或升压斩波器（Buck-Boost Chopper电路）降压或升压斩波器（Cuk Chopper电路）Sepic斩波电路Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。
复合斩波电路——不同基本斩波电路组合多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合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，前者的应用是逐渐萎缩，而后者的应用方兴未艾、欣欣向荣，是电力电子领域的一大热点。
用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。
直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)，同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制造的多种ECI 软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm^3，效率为(80-90)%。
日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为(200-300)kHz，功率密度已达到27W/cm^3，采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管)，是整个电路效率提高到90%。
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。
(完整word版)直流升压斩波电路课程设计
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文)题目:升压直流斩波电路实验装置院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名:指导教师：起止时间：2013-12-30至2014—1-10院(系)：电气工程学院教研室:电气注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算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，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；变压器目录第1章绪论 (1)第2章直流升压斩波电路的设计思想 (3)2.1直流升压斩波电路原理 (3)2.2参数计算 (4)第3章直流升压斩波电路驱动电路设计 (5)第4章直流升压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章直流升压斩波电路总电路的设计 (8)第6章直流升压斩波电路仿真 (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)附录:元件清单 (15)第1章绪论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。
直流斩波电路的设计课程设计
目录1 选题背景1．1 Buck电路的发展状况、基本原理及应用 (1)1．2基本设计任务 (1)1.2.1 基本要求 (1)1.2.2 设计步骤 (1)1.2.3设计方法 (2)2 设计方案论证 (2)3 各主要电路及部件工作原理 (2)3.1控制电路 (2)3.1.1 SG3525芯片介绍 (2)3.2驱动电路 (6)3.3降压斩波主电路.........................................................................................4原理总图...............................................................................................................5 元器件清单...........................................................................................................6设计结果与分析...................................................................................................7设计体会及今后的改进意见...............................................................................7.1 体会..........................................................................................................错误!未定义书签。
7.2 本方案特点及存在的问题......................................................................错误!未定义书签。
直流升压斩波电路设计
直流升压斩波电路设计
直流升压斩波电路是一种用于将直流电压提升到更高电压水平的电路。
其设计旨在实现稳定而高效的电压转换，同时还要满足升压电路的波形控制要求，以减小对其他电路或设备的干扰。
在直流升压斩波电路设计中，首先需要选择适当的升压变压器。
变压器的绝缘和耐压能力应与升压倍数相匹配，并且要根据负载电流和功率要求选择合适的变压器。
需要设计合适的开关装置，通常使用MOSFET或IGBT作为开关元件。
这些开关元件需要能够高效地开关，以实现高效能量转换，并且需要具备耐高电压和大电流的特性。
为了实现波形控制，通常会使用斩波电路。
斩波电路的作用是使开关元件在开关过程中能够提供平滑的输出波形，以减小开关瞬间产生的高频噪声和电压波动。
常见的斩波电路包括LC滤波电路和降压电路等。
在直流升压斩波电路设计中，还需要考虑保护电路的设计。
保护电路可以保护开关元件、变压器和其他相关电路免受电压过高、电流过大等异常情况的损害。
对于直流升压斩波电路的控制和调节，可以考虑使用微控制器、数字信号处理器或专用的控制电路来实现。
这些控制装置可以根据输入信号、负载要求等条件对电路进行精确控制和调节，以满足不同应用场景的需求。
直流升压斩波电路的设计需要综合考虑电压升压、波形控制、保护等因素。
合理选择变压器、开关元件，并设计适用的斩波电路和保护电路，以及合适的控制装置，可以实现稳定而高效的直流电压升压。
这种电路设计在许多应用领域中都有广泛的应用，如电力系统、通信设备等。
直流升压斩波电路课程设计
直流升压斩波电路课程设计介绍如下：
直流升压斩波电路是一种能够将直流电源输出电压升高的电路，其基本结构包括斩波电路和升压电路。
在本次课程设计中，我们将设计一种直流升压斩波电路，并通过实验验证其性能。
设计需求：
1.输入电压：12V直流电源；
2.输出电压：至少24V；
3.斩波电路：使用快速二极管；
4.升压电路：使用升压变压器；
5.输出电压稳定性：±2%；
6.负载变化时输出电压稳定性：±5%。
设计步骤：
1.根据设计需求，选择适合的二极管和变压器。
在实验中我们选择快速二极管1N4148
以及3:1的升压变压器；
2.根据升压电路的特点，需要选择合适的升压交流电压。
一般情况下，将输入交流电
压直接升高三倍的场合比较适宜。
根据实验需要，我们选择将输入电压升高2倍，即使用3:1的升压变压器；
3.设计斩波电路。
斩波电路是直流升压斩波电路的关键。
为了避免斩波电路对输出电
压的影响，我们选择快速二极管1N4148作为斩波管，将其正向的承受电压设为12V 即可；
4.设计升压电路。
升压电路是直流升压斩波电路的另一个重要组成部分。
根据设计需
求，我们选择将输入电压升高2倍，因此需要选用3:1的升压变压器；
5.组装电路并测试。
将斩波电路和升压电路组装在一起，接入12V直流电源。
使用示
波器检测电路输出电压波形，并进行输出稳定性测试，最终得出该直流升压斩波电路的性能。
通过以上设计步骤，我们可以设计出一款简单的直流升压斩波电路，并通过实验验证其性能。
直流斩波电路课程设计
直流斩波电路课程设计目录第一章方案的选择和电路的整体结构 (1)1.1 方案的选择 (1)1.2 电路的整体结构 (2)第二章主电路的设计 (3)2.1 主电路的原理 (3)第三章驱动电路的设计 (4)3.1 驱动芯片的选择 (4)3.2 驱动芯片的介绍 (5)3.3 驱动电路的设计 (6)第四章控制电路的设计 (6)4.1 控制电路的设计原理 (6)4.2控制电路原理图 (7)第五章保护电路的设计 (8)5.1 IGBT的栅极保护 (8)5.2 IGBT的集电极和发射极的保护 (9)5.3 IGBT的过热保护 (10)第六章结论 (10)心得体会 (11)附录：ATMEGA16设计源程序 (12)参考文献 (14)第一章方案的选择和电路的整体结构1.1 方案的选择1.1.1 主电路的选择本次设计的内容是直流可调电源，目的是实现输出电源的可调节，有以下两种主电路的方案，现对这两种方案进行分析比较。
方案一：桥式全控整流电路桥式全控直流电路采用四个晶闸管桥式连接，通过控制晶闸管的导通时间使得输出的平均电压降低，实现电压可调。
优点：可以直接用市电进行整流调节。
缺点：晶闸管属于半控器件，控制不灵活。
输出电压不稳定，有波动。
输入端与输出端进行隔离。
方案二：直流斩波电路直流斩波电路属于DC-DC变换电路，通过控制电力电子器件IGBT或MOSFET 的通断时间来实现电压大小的可调节。
缺点：不能直接用市电进行设计，需要有恒定的直流电源。
优点：输入端与输出端不用进行隔离，IGBT和MOSFET为全控器件，可以随意的控制其开通或者关断，并且电路结构简单，容易实现。
综上所述，本次设计采用直流斩波电路为设计主电路，并且使用IGBT作为开关器件。
1.1.2 控制电路的选择控制电路的功能是控制电力电子器件IGBT的通断，现有两种主电路的设计方案，现进行比较分析。
方案一：采用UC3842芯片UC3842是一种PWM发生芯片，是一种高性能的固定频率电流型控制器，单端输出单端输出单端输出单端输出可直接驱动可直接驱动可直接驱动可直接驱动IGBT。
升压直流斩波电路
《电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：电气工程及其自动化班级：完成时间：电力电子课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输入点能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将电力电子电路分为四大类型，即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。
该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展，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。
目前直流变换电路的用途非常广泛，无论是从性能、功率还是节能性上，都处于不断地发展之中。
其中升压直流斩波电路是输出电压高于电源电压的一种斩波电路，主要运用于直流电动机传动、单相功率因数校正以及交直流电源中。
该设计中，运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波电路结合，从而实现升压直流斩波。
通过方案选定，电路构造以及电路调试，最终基本实现升压直流斩波电路功能。
由于知识浅薄，该课程设计说明书里还存在不少纰漏和错误，殷切希望老师和同学们的批评指正。
关键词：直流；斩波；升压1 绪论 (1)1.1 电力电子技术的介绍 (1)1.2 电力电子技术的应用 (1)1.3 直流直流变流技术 (2)1.4 设计要求 (2)2 系统总体方案设计 (2)2.1 总体电路设计框图 (2)2.2 整流电路选择 (2)3 主电路设计 (5)3.1 整流电路 (5)3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)3.1.2 整流电路工作原理 (6)3.2 升压斩波电路 (6)3.2.1 升压斩波电路及工作波形 (6)3.2.2 升压斩波电路工作原理 (7)3.3 元器件参数及选型 (7)3.3.1 晶闸管的选型 (7)3.3.2 绝缘栅双极晶体管（IGBT）选型 (9)4 控制电路及驱动电路 (11)4.1 控制电路 (11)4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)4.2 驱动电路 (13)4.3 控制和驱动电路原理图 (13)5 保护电路设计 (15)5.1 过电流保护 (15)5.2 过电压保护 (15)6 仿真电路图及结果 (16)6.1 MATLAB仿真软件 (16)6.2 整流电路仿真及部分参数设置 (16)6.2.1 整流电路仿真模型 (16)6.2.2 部分参数设置 (17)6.3 升压斩波电路仿真模型 (19)6.4 总电路仿真模型 (19)6.5 仿真波形及波形分析 (20)7 设计总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)附录A 升压直流斩波总电路图 (24)附录B 元件清单 (25)1 绪论1.1 电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
升降压斩波课程设计
升降压斩波课程设计****大学自动化学院电力电子技术课程设计报告设计题目：升降压斩波电路设计单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：专业：电气工程及其自动化班级：学号：指导教师：设计时间：2014年 5 月目录摘要 (4)1 升降压斩波电路及基本原理 (5)2仿真分析与调试 (7)2.1 建立仿真模型 (7)2.2 仿真参数的设置 (8)2.3仿真结果分析 (8)3用芯片实现升降压 (10)3.1 LM2596降压 (10)3.2 MC34063芯片升压 (11)3.3 PCB版制作流程 (12)4心得体会 (14)5参考文献 (15)摘要20世纪80年代以来，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管。
利用全控型器件可以组成变流器。
直流-直流变换器就是其中一种，它广泛应用于通信交换机、计算机以及手机等电子设备的开关电源。
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可调电压的直流电。
本文着重介绍升降压斩波电路的原理和基于matlab的simulink的升降压斩波电路的仿真以及用一种芯片的方法实现升降压斩波。
关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；simulink；仿真1 升降压斩波电路及基本原理图1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper）原理图。
电路中电感L 值很大，电容C值也很大。
因为要使得电感电流和电容电压基本为恒指。
图1 该电路的基本工作原理：当可控开关V 处于通态时，电源E 经V 向电感L 供电使其储存能量，此时电流为I 1，方向如图1所示。
同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。
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直流升压斩波电路课程设计The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020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：**学生学号：指导教师：***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。
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。
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。
主要元件介绍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，实现直流升压。
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。
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μs。
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 。
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1章 直流升压斩波电路的设计思想直流升压斩波电路原理直流升压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1-1 直流升压斩波电路原理图 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 offt =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。
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：24V~60V ，要求输出直流电压：340V 。
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 R U 20= （1-8）1156（1-得： R=9）第2章直流升压斩波电路驱动电路设计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。
同样，关断时施加一定幅值的负驱动电压（-5—-15V）有利于减小关断时间和关断损耗。
在栅极串入一只低值电阻可以减小寄生振荡。
IGBT的驱动多采用专用的混合驱动集成驱动器，本次采用M57962L驱动器。
如图2-2驱动电路图所示。
又由产品信息知M57962L驱动器内部具有退饱和和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT，并向外部电路发出故障信号。
u图2-1直流升压斩波驱动电路第3章直流升压斩波电路保护电路设计过电流保护电路电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。
过电流分为过载和短路两种情况。
通常采用的保护措施有：快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器。
一般电力电子装置均同时采用集中过流保护措施，以提高保护的可靠性和合理性。
综合本次设计电路的特点，采用快速熔断器，即给晶闸管串联一个保险丝实施电流保护。
如图3-1电流保护电路所示。
图3-1直流升压斩波电路过流保护电路对于所选的保险丝，遵从t2I值小于晶闸管的允许t2I值。
过电压保护电路电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。
外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因。
本设计主要用于室内，为了使用方便不考虑来自雷击的威胁。
操作过电压是由分闸、合闸的开关操作引起的过电压，电网侧的操作过电压会由供电变压器磁感应耦合，或由变压器绕组之间存在的分布电容静感应耦合过来。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括：换相过电压，关断过电压。
根据以上产生过电压的的各种原因，设计相应的保护电路。
如图2-4过压保护电路所示。
其中：图中是利用一个电阻加电容进行电压抑制，当电压过高时，保护电路中的电容会阻碍其电压的上升，从而使得电力电子器件IGBT管因电压的的过高厄尔损坏。
图3-2中的电阻可以是1KΩ左右的电阻，而电容的值可以为100μF左右，这样形成一个保护电路。
图3-2直流斩波电路过电压保护电路第4章 直流升压斩波电路总电路的设计如图4-1总电路设计图所示。
电路由升压电路，驱动模块、保护模块、缓冲电路组成。
图4-1直流升压斩波电路总电路由M57862L 芯片为核心构成的驱动电路，控制IGBT 的导通和关断时间，从而控制电路的升压比β，使其达到：173856≤≤β （4-1） 进而使输出电压达到目的值。
升压电路时整个电路的核心，由一个IGBT 和电容、电感值都很大的电容电感各一个。
R 为输出负载，电压由此输出。
因为输出功率是一定的100W ，从而R 为定值1156Ω。
其中保护电路包括过电压保护和过电流保护。
第5章 直流升压斩波电路仿真仿真模型的选择在本次的设计中，采用了Psim 软件作为仿真工具来进行电路的模拟。
首先画出电路的结构图如下所示：图5-1直流升压斩波电路仿真电路模拟图由上图中我们可以看到，在电路中，在IGBT 的两端加了脉冲触发电压，控制开关的关断，以便得到升压的电压。
仿真结果及分析在仿真过程中，我将取输入的直流电压为U d =24~60V 之间的任意值，将电感值取的尽可能的大，即L=500H ，电阻值R=1000K ，控制脉冲电压U GE 的占空比大小，即从示波器上观察输出电压U o 大小，示波器上红线表示输出直流电压，蓝线表示输入电压，而橙色表示输出电流大小。
（1） 当占空比为α=，U d =24V 是，得到输出直流电压U o =。
图5-1直流电压输出波形1（2） 当占空比为α=，U d =35V 是，得到输出直流电压U o =。
图5-2直流电压输出波形2（3） 当占空比为α=，U d =45V 是，得到输出直流电压U o =。
图5-3直流电压输出波形3从上面的直流输出电压图中我们可以看出来，本次设计是成功的，理论与实际是相符的，我们得到了340V 的输出电压。