降压斩波电路
分别简述升降压斩波电路和cuk斩波电路的基本原理
分别简述升降压斩波电路和cuk斩波电路的基本原理升降压斩波电路和Cuk斩波电路都是常用于信号处理和通信系统中的斩波电路,其基本原理如下:1. 升降压斩波电路升降压斩波电路是一种基于电压斩波的电路,其工作原理是将一个高频电压信号转换成一个高频电流信号,并通过一个升降压器将高频电流信号转换成电压信号,从而实现斩波。
该电路的基本结构包括源极、漏极、正反馈极和斩波器等组成部分。
在升降压斩波电路中,源极和漏极之间的电压变化是斩波信号的来源。
当高频电压信号通过源极和漏极时,电压信号会经历一个陡峭的下降阶段,并在下降末期达到一个稳定的基线电压。
在这个过程中,漏极和正反馈极之间的电压也会发生突变,从而产生一个高频电流信号,这个电流信号被反馈到斩波器中,从而进一步产生新的电压信号。
升降压斩波电路的优点在于其可以实现快速、精确的斩波,并且可以在高频信号处理和通信系统中应用。
但是,该电路的缺点在于其输出信号的频率较低,因此不能应用于处理中低频信号。
2. Cuk斩波电路Cuk斩波电路是一种基于电流斩波的电路,其工作原理是将一个高频电流信号转换成一个高频电压信号,并通过一个斩波器将高频电压信号转换成电流信号。
该电路的基本结构包括源极、漏极、正反馈极、斩波器和控制器等组成部分。
在Cuk斩波电路中,源极和漏极之间的电流发生变化是斩波信号的来源。
当高频电流信号通过源极和漏极时,电流信号会经历一个陡峭的下降阶段,并在下降末期达到一个稳定的基线电压。
在这个过程中,控制器会控制漏极和正反馈极之间的电压,从而使得漏极和正反馈极之间的电流发生变化,从而产生一个高频电压信号。
Cuk斩波电路的优点在于其可以实现高精度的斩波,并且可以在中低频信号处理和通信系统中应用。
但是,该电路的输出信号的频率较高,因此不能应用于处理中低频信号。
综上所述,升降压斩波电路和Cuk斩波电路都是常用于信号处理和通信系统中的斩波电路,其基本原理如下:- 升降压斩波电路是一种基于电压斩波的电路,通过将高频电压信号转换成高频电流信号,从而实现斩波。
降压斩波电路实验总结
降压斩波电路实验总结一、实验目的本实验旨在掌握降压斩波电路的工作原理及其在电子电路中的应用。
二、实验原理降压斩波电路是一种常见的电源滤波电路，主要由变压器、二极管、滤波电容和负载组成。
其工作原理是将交流输入信号经过变压器降压后，经过二极管整流成为脉冲信号，再通过滤波电容进行平滑处理，最终输出直流信号给负载使用。
三、实验器材1. 220V/24V变压器2. 1N4007二极管3. 4700μF/25V滤波电容4. 10kΩ调节电位器5. 100Ω/1W负载电阻6. 示波器7. 直流稳压电源四、实验步骤1. 将220V/24V变压器接入交流稳压源，并将输出端口接到示波器上。
2. 将1N4007二极管接入变压器输出端口，并将正极连接到滤波电容的正极上。
3. 将10kΩ调节电位器连接到滤波电容的负极上，并将调节电位器的中间引脚连接到负载电阻上。
4. 将示波器的探头连接到滤波电容的正极上，并将负载电阻接入示波器的另一端口。
5. 打开直流稳压电源，并将输出端口连接到调节电位器的中间引脚上。
6. 调节直流稳压电源的输出电压，观察示波器显示的输出信号波形及幅值。
五、实验结果及分析在实验过程中，通过调节直流稳压电源输出电压，可以观察到滤波后的输出信号幅值随着输入信号幅值的变化而变化。
当输入信号幅值较大时，滤波后的输出信号幅值也较大；当输入信号幅值较小时，滤波后的输出信号幅值也相应减小。
此外，在实验过程中还需注意以下几点：1. 二极管接法要正确，否则会导致整流不完整甚至烧毁二极管。
2. 滤波电容容量要合适，过小会导致滤波效果不佳，过大会增加成本和体积。
3. 负载电阻要根据实际需要选择合适的阻值，过小会导致电流过大甚至烧毁元件，过大会降低输出功率。
六、实验结论通过本次实验，我们掌握了降压斩波电路的工作原理及其在电子电路中的应用。
同时，我们还了解到了二极管接法、滤波电容容量和负载电阻选择等方面的注意事项。
这些知识对于我们今后的学习和工作都具有重要意义。
降压斩波电路
摘要直流斩波电路是将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器 , 如果改变开关的动作频率，或改变直流电流接通和断开的时间比例，就可以改变加到负载上的电压、电流平均值。
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MOSFET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：Buck Chopper MOSFET Simulink 高频开关目录1 降压斩波电路主电路基本原理 (1)2 MOSFET基本性能简介 (5)2.1 电力MOSFET的结构和工作原理 (5)2.1.1 电力MOSFET的结构 (5)2.1.2 功率MOSFET的工作原理 (6)2.2 功率MOSFET的基本特性 (6)2.2.1 静态特性 (6)2.2.2 动态特性 (7)2.3 电力MOSFET的主要参数 (8)3 电力MOSFET驱动电路 (9)3.1 MOSFET的栅极驱动 (9)3.2 MOSFET驱动电路介绍及分析 (9)3.2.1 不隔离的互补驱动电路 (9)3.2.2 隔离的驱动电路 (10)3.2.3 驱动电路的设计方案比较 (13)4 保护电路设计 (15)4.1 主电路的保护电路设计 (15)4.2 MOSFET的保护设计 (15)5 仿真结果 (17)心得体会 (23)参考文献 (24)1 降压斩波电路主电路基本原理高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。
它能把电网提供的强电和粗电，它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。
BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。
降压斩波电路ppt课件.ppt
a)
o
t
b)
o
t
i
1
i
2
t
on
t
off
I
L
I
L
图3-4 升降压斩波电路及其波形a）电路图 b）波形
V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。 V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。
3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路
同理：
数量关系
（3-45）
V处于通态的时间ton，则电容电流和时间的乘积为I2ton。V处于断态的时间toff，则电容电流和时间的乘积为I1 toff。由此可得：
（3-46）
（3-46）
（3-48）
优点（与升降压斩波电路相比）： 输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很 小，有利于对输入、输出进行滤波。
此种方式应用最多
电力电子电路的实质上是分时段线性电路的思想。 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析。 分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续
3.1.1 降压斩波电路
V断态期间，设负载电流为i2，可列出如下方程： 设此阶段电流初值为I20，解上式得：
（3-50）
相同的输入输出关系。Sepic电路的电源电流和负载电流均连续，Zeta电路的输入、输出电流均是断续的。 两种电路输出电压为正极性的。
b) Zeta斩波电路
3.2复合斩波电路和多相多重斩波电路
3.2.1 电流可逆斩波电路 3.2.2 桥式可逆斩波电路 3.2.3 多相多重斩波电路
用于直流电动机传动 再生制动时把电能回馈给直流电源。 电动机电枢电流连续和断续两种工作状态。 直流电源的电压基本是恒定的，不必并联电容器。
降压斩波电路1
一、 降压斩波电路1、主电路降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图1-1所示。
图中V 为全控型器件，选用MOS 管。
D 为续流二极管。
由图2-17中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D =U i 。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：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，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
图中R 由直流电机电枢代替，励磁线圈固定接DC24V ，可实现电机调速。
电机参数如下：电机型号：36SZ01 额定功率：5W 额定电压：DC24V 电枢电流：0.55A 励磁电流：0.32A_+iU +OU图1-1 降压斩波电路的原理图图1-1降压斩波电路图中各器件选型为：MOS 管型号：IRF510A （100V/5.6A ） 续流二极管D ：DR200（50V/2A ） L ：取39mH C ：36uF2、隔离驱动图1-2是一种采用光耦合隔离的由V 2、V 3组成的驱动电路。
当控制脉冲使光耦关断时，光耦输出低电平，使V 2截至，V 3导通，MOSFET 在DZ1反偏作ii on i off on on o aU U TtU t t t U ==+=用下关断。
当控制脉冲使光耦导通时，光耦输出高电平，使V 2导通，V 3截至，经V CC 、V 2、R G 产生的正向驱动电压使MOS 管开通。
光耦选择高速光耦6N137。
电源+V CC 可由DC/DC 芯片提供。
图1-2 驱动电路图V2：9013 V 3：90123、模拟控制降压斩波电路的模拟控制采用PWM 控制芯片SG3525组成的PWM 发生电路输出PWM 控制信号，控制MOS 管的导通和关断。
mosfet降压斩波电路 (纯电阻负载)介绍
mosfet降压斩波电路 (纯电阻负载)介绍MOSFET降压斩波电路是一种常用的直流电源控制电路，在纯电阻负载方面被广泛应用。
下面将从以下几个方面进行介绍。
一、电路原理MOSFET降压斩波电路是通过MOSFET管的导通和截止来实现直流电压的控制。
当MOSFET管导通时，电流通过MOSFET管和负载形成一个电压降，从而将原直流电压降低；当MOSFET管截止时，负载中的电流就会被磁场感应电压带回直流电源中，这就实现了负载电流的轻松控制。
二、电路特点MOSFET降压斩波电路具有很多优点，如可靠性高、速度快等，但其中最重要的是其高效率和稳定性。
其高效率使其可以大幅降低功耗，提高设备的运行效率。
而稳定性则可以保证电路在各种应用场合下都能稳定地工作。
三、电路实现MOSFET降压斩波电路的实现可以分为以下几个环节：1.设计合适的MOSFET管：选用合适的MOSFET管可以实现电路的高效率和稳定性。
2.设计适当的电压控制电路：电压控制电路的设计要适应负载电流的变化，从而实现电路的高效率控制。
3.设计合适的滤波电路：滤波电路可以减少输出电压的纹波，从而保证输出电压的稳定性。
4.安装合适的保护电路：保护电路可以避免电路在过载、短路等情况下受到损坏。
四、实际应用MOSFET降压斩波电路在工业和家庭应用中都有广泛的应用。
例如，在电子设备中，MOSFET降压斩波电路可以控制设备的输出电压，这可以在电路工作时减少电能的浪费，提高电能的利用效率。
另外，MOSFET 降压斩波电路还可以应用于太阳能、风能等新型能源的发电电路中，提高发电的效率和稳定性。
总之，MOSFET降压斩波电路是一种有效的直流电源控制电路，在纯电阻负载方面被广泛应用。
其高效率和稳定性使其成为电子设备和新型能源应用等领域中不可替代的关键技术。
降压斩波电路
题目直流降压斩波电路一、直流斩波电路的技术特点及应用方面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。
直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制。
从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。
直流变换系统的结构如下图-1所示。
由于变速器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。
单相、REm二、分电路的原理及选择2.1 降压斩波电路工作原理电路的原理图如图2所示，图2 降压斩波电路主电路此电路使用一个全控型器件V ，图中为IGBT ，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。
并设置了续流二极管VD ，在V 关断时给负载中电感电流提供通道。
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，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。
工作原理：当t=0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压uo=E ，负载电流io 按指数曲线上升。
当 t=t1时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压uo 近似为零，负载电流呈指数曲线下降，通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
此电路的基本数量关系为： （1）电流连续时负载电压的平均值为 (1-1)E E Tt E t t t U onoff on on o α==+=V 1V 3V 2V 4C 1R U ~V zU 上式中，ton 为V 处于通态的时间，toff 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比。
升降压斩波电路
升降压斩波电路一、问题输入电压20V ,输出电压10V~40V ,纹波电压%,开关频率20kHz,负载10Ω,电感电流连续,求L,C;二、电路分析1、 工作原理：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;同时,电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电;电感电流的增量为011on t L i Edt TE L Lα+∆==⎰ 使V 关断,电感L 中储存的能量向负载释放,负载电压上负下正,与电源电压极性相反;电感电流的减小量为011(1)off t L o o i U dt TU L Lα-∆==-⎰当电流连续处于稳态时,L L i i +-∆=∆;输出电压为1o U E αα=- 2、 电感电流连续临界条件： 电感电流及电源的平均值分别为1122LB L I i TE Lα+=∆=E LB I I α=如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时,则输出功率与输入功率相等;2o E U EI R=从而得到电感的临界值为21(1)2L RT α=-3、 纹波电压：电压的最大变化量和纹波电压分别为01o U Q U T C C Rα∆∆== 00U T U RCα∆= 三、计算：1、占空比：1o U E αα=- 1110201V V αα=- 2240201V V αα=- 113α= 223α=2、电感值：21(1)2L RT α=-119L mH = 2136L mH =为保持电流连续性,取较高电感值L=; 3、电容值：00U TU RCα∆= 156C mF = 253C mF =四、电路图图1升降压斩波电路图五、仿真结果U U I波形图图2 降压电路,,L o oU U I波形图图3 升压电路,,L o o。
降压斩波电路1
一、 降压斩波电路1、主电路降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图1-1所示。
图中V 为全控型器件，选用MOS 管。
D 为续流二极管。
由图2-17中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D =U i 。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：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，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
图中R 由直流电机电枢代替，励磁线圈固定接DC24V ，可实现电机调速。
电机参数如下：电机型号：36SZ01 额定功率：5W 额定电压：DC24V 电枢电流：0.55A 励磁电流：0.32A_+iU +OU图1-1 降压斩波电路的原理图图1-1降压斩波电路图中各器件选型为：MOS 管型号：IRF510A （100V/5.6A ） 续流二极管D ：DR200（50V/2A ） L ：取39mH C ：36uF2、隔离驱动图1-2是一种采用光耦合隔离的由V 2、V 3组成的驱动电路。
当控制脉冲使光耦关断时，光耦输出低电平，使V 2截至，V 3导通，MOSFET 在DZ1反偏作ii on i off on on o aU U TtU t t t U ==+=用下关断。
当控制脉冲使光耦导通时，光耦输出高电平，使V 2导通，V 3截至，经V CC 、V 2、R G 产生的正向驱动电压使MOS 管开通。
光耦选择高速光耦6N137。
电源+V CC 可由DC/DC 芯片提供。
图1-2 驱动电路图V2：9013 V 3：90123、模拟控制降压斩波电路的模拟控制采用PWM 控制芯片SG3525组成的PWM 发生电路输出PWM 控制信号，控制MOS 管的导通和关断。
斩波电路原理
1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT 。
D 为续流二极管。
由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D =U i 。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：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，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
(a)电路图 (b)波形图图4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13所示。
电路也使用一个全控型器件V 。
由图4-13b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向电感L 1充电，充电电流基本恒定为I 1,同时电容C 1上的电压向负载供电，因C 1值很大，基本保持输出电压U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on ，此阶段电感L 1上积蓄的能量为U i I 1t on 。
当V 处于断态时U i 和L 1共同向电容C 1充电，并向负载提供能量。
设V 处于断态的时间为t off ，则在此期间电感L 1释放的能量为(U O -U i ) I 1t on 。
当电路工作于稳态时，一个周期T 内电感L 1积蓄的能量与释放的能量相等，即：U i I 1t on =(U O -U i ) I 1t off 上式中的T/t off ≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
降压斩波电路的应用实例
降压斩波电路的应用实例降压斩波电路常被应用于电子系统的电源管理和级联电路中。
它是一种简单而高效的方法，可以将输入电压降低到需要的电压范围内，并提供稳定的电压输出。
接下来，本文将详细介绍降压斩波电路的应用实例。
1. 电子系统的电源管理电子设备的电压需求通常是不同的。
有些电子设备需要3.3伏电压，有些需要5伏电压，还有些需要12伏电压。
为了满足这种需求，需要一种降压斩波电路来把高电压输入转换为所需的低电压输出。
在这种情况下，降压斩波电路通常与一个线性稳压器一起使用，以便提供所需的电压稳定性。
由于斩波电路工作在高频范围内，所以它可以提供高效的电源管理和稳定输出。
这对于需要长时间运行的电子设备非常重要，可以降低设备的能耗和热量。
2. 低电压DC/DC转换器降压斩波电路还常被用于低电压DC/DC转换器。
这种电路可以将输入电压从一个稳定的电源电压降到另一个需要的电压范围。
它通常由两个主要的部分组成：降压斩波电路和电容滤波器。
降压斩波电路将输入电压S转换为矩形波形，通常是正弦波。
然后这个波形通过电容滤波器，在输出电压和稳定性方面得到了进一步的改进。
低电压DC/DC转换器通常应用于可穿戴设备、移动设备等需要经常持续使用的小型电子设备。
这种转换器可以将电池供电的电压降低到低功耗处理芯片所需的稳定输出电压范围内。
3. 汽车电子系统降压斩波电路也经常被用于汽车电子系统中。
汽车音频系统需要稳定的音频输出电压以确保高质量的音响效果。
降压斩波电路可以提供一个阻抗匹配的单元，将高电压汽车电源电压降低到音频单元所需要的电压范围。
由于斩波电路可以运行在高频率，所以可以提供高效的电源管理和稳定输出。
降压斩波电路还可用于汽车上的LED灯系统。
这种系统需要从汽车的12V电池中获取电源电压，然后将它转换为适合LED灯工作所需的电压范围。
降压斩波电路可以提供一个高效的方法来降低电压，从而将汽车电池供电转换为LED灯所需的低电压电源。
4. 工业和制造业领域降压斩波电路还广泛应用于工业和制造业领域。
matlab降压斩波电路的设计与仿真
一、概述随着现代社会的发展，电力系统在各个领域的应用越来越广泛。
而在电力系统中，降压斩波电路是一种常见且重要的电路，它能够对电压进行稳定和调节，保证电力系统的正常运行。
而在降压斩波电路的设计和仿真中，MATLAB作为一种功能强大的工具，能够为工程师提供便捷高效的解决方案。
本文将探讨MATLAB在降压斩波电路设计与仿真中的应用和技术。
二、降压斩波电路的基本原理1. 降压斩波电路的作用降压斩波电路是一种电子电路，其主要作用是将输入的高电压信号通过特定的电路结构进行降压处理，以获得所需的稳定输出电压。
在实际应用中，降压斩波电路通常用于电源适配器、直流电源、电动汽车等领域。
2. 降压斩波电路的工作原理降压斩波电路通常由开关管、变压器、滤波电容、电感器等元件组成。
通过不断打开和关闭开关管，可以控制电流的流动，从而实现对输入电压的降压处理。
滤波电容和电感器可以起到滤波和稳压的作用，保证输出电压的稳定性和纯净性。
三、MATLAB在降压斩波电路设计中的应用1. MATLAB在降压斩波电路原理仿真中的应用MATLAB提供了丰富的电路仿真工具，可以帮助工程师在计算机上对降压斩波电路进行原理验证和参数优化。
通过建立电路模型、设置仿真参数，可以得到电路的电压、电流、功率等各种特性参数。
工程师可以通过MATLAB仿真工具，快速准确地分析降压斩波电路的工作原理，为实际设计提供参考。
2. MATLAB在降压斩波电路参数设计中的应用在降压斩波电路的设计过程中，合适的参数选择是至关重要的。
MATLAB提供了优秀的优化算法和参数设计工具，可以帮助工程师快速找到最佳的电路参数组合。
通过MATLAB的仿真工具，工程师可以在短时间内得到各种不同参数组合下的电路性能，并可以通过分析结果选择最佳设计方案。
3. MATLAB在降压斩波电路控制策略设计中的应用降压斩波电路的控制策略对电路性能有着直接的影响。
MATLAB提供了各种控制策略设计工具，可以帮助工程师设计出符合要求的控制方案。
直流降压斩波电路原理
直流降压斩波电路原理直流降压斩波电路是一种常用的电路，用于将高压直流电源的输出电压降低到所需的较低电压。
它由一个整流器和一个滤波器组成，常见的形式是整流器采用二极管整流，滤波器采用电容滤波。
整流器原理整流器是直流降压斩波电路中的第一部分。
它的作用是将交流电源转换为直流电源。
常见的整流器有半波整流和全波整流两种。
半波整流半波整流通过使用一个二极管将正弦交流信号的负半周截去，只保留正半周。
具体原理如下：1.当输入交流信号为正时，二极管处于导通状态，允许电流通过。
2.当输入交流信号为负时，二极管处于截止状态，不允许电流通过。
这样，在每个周期内只有一个半周的信号被传递，从而实现了对输入信号进行了“剪切”，只保留了其中的正半周。
全波整流全波整流通过使用两个二极管将正弦交流信号的负半周与正半周分别截去，只保留正半周。
具体原理如下：1.当输入交流信号为正时，D1二极管处于导通状态，允许电流通过。
2.当输入交流信号为负时，D2二极管处于导通状态，允许电流通过。
这样，在每个周期内都有一个半周的信号被传递，从而实现了对输入信号进行了“剪切”，只保留了其中的正半周。
滤波器原理滤波器是直流降压斩波电路中的第二部分。
它的作用是对整流后的脉动直流进行平滑处理，以获得稳定的直流输出。
常见的滤波器采用电容滤波。
电容滤波电容滤波器通过使用电容器对输入信号进行滤波。
当输入信号为直流时，电容器充电到与输入信号相同的电压；当输入信号发生变化时，电容器通过放电或充电来平滑输出信号。
具体原理如下：1.当输入信号为正时，电容器开始充电，储存能量。
2.当输入信号为负时，电容器开始放电，向外输出能量。
这样，电容器的充放电过程可以平滑输出信号，减小脉动。
原理图示例以下是一个简单的直流降压斩波电路的原理图示例：输入电源────> 整流器────> 滤波器────> 输出负载│ │└───────┬──────┘│地线输入电源为交流高压信号，经过整流器转换为直流信号。
降压式直流斩波电路设计
降压式直流斩波电路设计第三章降压式直流斩波电路设计3.1 降压式设计原理降压式直流斩波电路是一种用来连接电源和负载，能够有效降低电源输出电压，同时保持电源工作电压及负载工作电压在允许范围内的电路。
由于降压式直流斩波电路有双极半桥，可以有效减少电源输出电压，并且保证电源工作电压和负载工作电压的稳定性。
一般来说，降压式直流斩波电路的运行原理如下：当电源输出电压大于负载工作电压时，双极半桥由负极起动，电源输出电压会被半桥放电，电流不断流入负载，从而使电源输出电压降低；当电源输出电压低于负载工作电压时，双极半桥由正极起动，电源输出电压被半桥吸收，电流向负载输出，从而使电源输出电压增加。
3.2 降压式斩波电路设计降压式直流斩波电路的设计主要包括以下几个方面：（1）选择合适的电路板尺寸：首先，根据电路的尺寸要求，为降压式直流斩波电路板选择合适的尺寸。
（2）安装合适的电路板模块：其次，根据不同设计要求，需要安装合适的模块，比如双极半桥和稳压模块等。
（3）选择合适的参数：最后，为了确保电路的正确运行，还需要根据电路应用场景选择合适的参数，比如电源电压、斩波电压、负载最大输出电流等。
3.3 降压式斩波电路实验为了检测降压式直流斩波电路的设计是否符合设计要求，我们进行了实验检验。
实验内容如下：（1）电源输出电压：我们采用WZT-30-2L-24电源，在实验室测试，电源输出电压为24V±1V。
（2）负载工作电压：我们在实验室测试，负载工作电压稳定在5V±0.1V。
（3）负载最大输出电流：我们在实验室测试，负载最大输出电流为4A。
实验结果表明，设计的降压式直流斩波电路符合设计要求，可以正常运行。
第4章 直流降压斩波电路
EI o t on RI T E M I o T
2 o
Io
E EM
R
EI 1 EI
o
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• 输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。
m EM / E
t t1 / 1 T
T
第4章 直流-直流变换 --直流斩波器
4.0
直流斩波器的出现
• 直流--直流变换（DC/DC）的功能:改变和调节直流电 的电压和电流,也称直流调节器 • 电力电子技术出现之前,直流调空电压主要依靠直流 发电机 • 电力电子技术出现之后,采用斩波和脉宽调制原理的 斩波器(DC chopping)和直流PWM电路 • 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 • 广泛应用于直流牵引的变速拖动（使用直流电源时）
Uo t on E ( T t on t x ) E M T t Байду номын сангаас tx 1 on m E T
（3-18）
此时Uo不仅和占空比α 有关，也和反电动势EM有关。 此时负载电流平均值为：
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谢谢观看
斩波电路分析的回顾
• 电力电子电路的实质上是分时段线性电 路的思想。 • 基于“分段线性”的思想，对降压斩波 电路进行解析。 • 分V处于通态和处于断态 • 初始条件分电流连续和断续
降压型斩波电路的特点及参数
降压型斩波电路的特点及参数一、什么是降压型斩波电路降压型斩波电路是一种采用高频交流电压和高性能半导体开关器件实现电源转换的电路，其主要作用是将输入的高电压交流电转换为低电压直流电，以供电源给电子设备使用。
二、降压型斩波电路的特点1.高效稳定：采用高性能半导体开关器件和高频交流电压工作，具有高效稳定的特点，能够有效保证电源输出的稳定性和可靠性。
2.节能环保：相比传统的电源转换器，降压型斩波电路能够节省大量的能源，并且减少了废气和噪音的排放，更加环保。
3.安全可靠：采用多重保护措施，如过压保护、过流保护、短路保护等，能够有效防止电源输出因突发事件而损坏。
4.小巧轻便：降压型斩波电路体积小，重量轻，便于携带和安装，可广泛应用于各种场合。
三、降压型斩波电路的参数1.输入电压范围：输入电压是指电源输入端的电压范围，一般来说，降压型斩波电路的输入电压范围是100V-240V。
2.输出电压范围：输出电压是指电源输出端的电压范围，一般来说，降压型斩波电路的输出电压范围是3V-24V。
3.输出电流：输出电流是指电源输出端的电流大小，一般来说，降压型斩波电路的输出电流范围是100mA-5A。
4.负载调整范围：负载调整是指电源输出端的电压和电流随负载的变化情况，一般来说，降压型斩波电路的负载调整范围是±5%。
5.纹波噪声：纹波噪声是指电源输出端的电压和电流产生的波动情况，一般来说，降压型斩波电路的纹波噪声应保持在小于50mV的范围内。
6.效率：效率是指电源输出功率与输入功率的比值，一般来说，降压型斩波电路的效率应保持在85%以上，以保证其高效能的特点。
四、降压型斩波电路的主要应用场合1.电源适配器2.LED照明3.工业自动化设备4.消费电子产品5.汽车电子系统五、降压型斩波电路的未来发展趋势近些年来，随着节能环保理念的深入人心，绿色和清洁产品已成为消费者选择电子产品的主要因素之一，因此，未来降压型斩波电路将更加注重可持续性发展，尽可能实现更高效、更节能、更环保的特点，以适应市场的需求和发展趋势。
降压斩波电路设计
目录1 主电路的设计 (1)1.1 主电路方案 (1)1.2 降压斩波电路主电路基本原理 (1)1.3 参数计算 (3)2 驱动控制电路和保护电路设计 (3)2.1 驱动控制电路 (3)2.2 保护电路 (5)2.2.1过压保护 (5)2.2.2过流保护 (5)3 仿真设计 (6)3.1 仿真软件说明 (6)3.2 搭建仿真模型 (7)3.3 仿真结果 (10)4 元器件清单 (11)5 致谢 (11)1 主电路的设计1.1 主电路方案课题设计要求设计一个降压斩波电路，可以根据所学的buck降压电路作为主电路，这个方案是较为简单的方案，直接进行直直变换简化了电路结构。
至于开关的选择，选用比较熟悉的全控型的IGBT管，而不选半控型的品闸管，因为IGBT控制较为简单，且它既具有输入阳抗高、开关速度快、驱动电路简单等特点，通态压降小、耐压高、电流大等优点。
1.2 降压斩波电路主电路基本原理图1.1 降压斩波电路主电路工作原理图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。
t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压U o近似为零，负载电流i o呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
图1.2 降压电路波形图当t=t1时刻，控制IGBT关断，负载电流经二极管V D续流，负载电压u0近似为零，负载电流指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小，故串联L值较大的电感。
至一个周期T结束，再驱动IGBT 导通，重复上一周期的过程。
t on为IGBT 处于通态的时间;t off为处于断态的时问;T为开关周期; α为导通占空比。
通过调节占空比α使输出到负载的电压平均值U o最大为E，若减小占空比α ,则U o随之减小。
由此可知,输出到负裁的电压平均值U o最大为U i，若减小占空比α ,则U o随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
降压斩波电路
题目直流降压斩波电路一、直流斩波电路的技术特点及应用方面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。
直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制。
从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。
直流变换系统的结构如下图-1所示。
由于变速器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。
单相、REm二、分电路的原理及选择2.1 降压斩波电路工作原理电路的原理图如图2所示，图2 降压斩波电路主电路此电路使用一个全控型器件V ，图中为IGBT ，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。
并设置了续流二极管VD ，在V 关断时给负载中电感电流提供通道。
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，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。
工作原理：当t=0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压uo=E ，负载电流io 按指数曲线上升。
当 t=t1时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压uo 近似为零，负载电流呈指数曲线下降，通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
此电路的基本数量关系为： （1）电流连续时负载电压的平均值为 (1-1)E E Tt E t t t U onoff on on o α==+=V 1V 3V 2V 4C 1R U ~V zU 上式中，ton 为V 处于通态的时间，toff 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比。
降压斩波电路
则 假 设 电 源 电 流平均 值为I1， 则有 其 值 小 于 等 于负载 电流Io， 由上 式得 即 输 出 功 率 等于输 入功率 ，可将 降压斩 波器看 作直流 降压变 压器。
EI o t on RI o2T Em I oT
Io
E Em
R
I1
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Io
Io
EI1 EI o U o I o
3/39
5.1.1 降压斩波电路
● 基 本 的 数 量关系 ▲电流连续时 √负 载 电 压 的平 均值为
Uo
ton
ton toff
E ton E E
T
式 中 ， ton为 V处 于 通态的 时间， toff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 或导通 比。
引言
◆直流-直流变流电路（DC/DC Converter）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），分基本斩波电路、复合斩波电路及 多相多重斩波电路。 ●功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 ●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。
电流提供通道。 ▲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，后两种情况下负载中均会出现 反电动势，如图中Em所示。
●工作原理 ▲ t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压
uo=E，负载电流io按指数曲线上升。 ▲ t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近
似为零，负载电流呈指数曲线下降，通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
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摘要
直流斩波电路是将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器 , 如果改变开关的动作频率，或改变直流电流接通和断开的时间比例，就可以改变加到负载上的电压、电流平均值。
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MOSFET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：Buck Chopper MOSFET Simulink 高频开关
目录
1 降压斩波电路主电路基本原理 (1)
2 MOSFET基本性能简介 (5)
2.1 电力MOSFET的结构和工作原理 (5)
2.1.1 电力MOSFET的结构 (5)
2.1.2 功率MOSFET的工作原理 (6)
2.2 功率MOSFET的基本特性 (6)
2.2.1 静态特性 (6)
2.2.2 动态特性 (7)
2.3 电力MOSFET的主要参数 (8)
3 电力MOSFET驱动电路 (9)
3.1 MOSFET的栅极驱动 (9)
3.2 MOSFET驱动电路介绍及分析 (9)
3.2.1 不隔离的互补驱动电路 (9)
3.2.2 隔离的驱动电路 (10)
3.2.3 驱动电路的设计方案比较 (13)
4 保护电路设计 (15)
4.1 主电路的保护电路设计 (15)
4.2 MOSFET的保护设计 (15)
5 仿真结果 (17)
心得体会 (23)
参考文献 (24)
武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书
1 降压斩波电路主电路基本原理
高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。
它能把电网提供的强电和粗电，它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。
BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。
降压斩波电路主电路原理图如图1所示。
图1降压斩波电路主电路原理图
t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u0=E，负载电流i0按指数曲线上升。
t=t1时控制V关断，二极管V D续流，负载电压u0近似为零，负载电流i0呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期过程。
当电路工作稳定时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图2所示。