直流降压斩波电路的设计
降压斩波电路的设计
降压斩波电路的设计设计流程如下：1.确定需求输出电压：首先，需要确定所需输出电压的精度和范围。
输出电压的稳定性和精度是设计的关键，因此在实际应用中需要根据实际需求进行综合考虑。
2.选择适当的电源：根据需求输出电压的范围和精度，选择合适的电源电压。
通常，选择较高的电源电压可以提高电路效率和输出电压精度。
3.选择斩波器：斩波器是降压斩波电路的核心部件，它会将高电压转换为所需输出电压。
根据需求输出电压范围和电流要求选择合适的斩波器。
4.设计电压反馈回路：为了确保输出电压的稳定性和精度，需要设计电压反馈回路。
该回路会监控输出电压，并根据需要调整斩波器的工作状态以达到所需输出电压。
5.进一步优化设计：可以通过添加滤波电容、降噪元件等来进一步改进电路性能。
设计注意事项如下：1.稳定性和精度：降压斩波电路的设计需要注意输出电压的稳定性和精度。
可以通过合理选择斩波器、添加反馈回路等来提高电路的稳定性和精度。
2.效率：设计时需要考虑电路的效率，合理选择斩波器和电容等元件，以提高电路的效率，并减少能量损耗。
3.过载保护：电路设计中需要考虑过载保护功能，当输出电流过大时能够及时切断斩波器的工作，以保护电路和设备的安全。
4.热管理：降压斩波电路在工作过程中会产生一定的热量，需要采取措施进行热管理，防止元件过热导致电路故障。
5.耐压能力：降压斩波电路需要具备较好的耐压能力，以适应电源波动较大的情况，防止电路失效。
6.灵活性：设计时需考虑电路的灵活性，以适应不同输出电压范围和精度的需求。
总结：降压斩波电路的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑输出电压精度、稳定性、效率等因素，同时还需要考虑过载保护、热管理等问题。
只有合理选择元件并进行适当的调试和优化，才能设计出稳定可靠、性能优良的降压斩波电路。
利用MOSFET降压斩波电路设计
1. 设计要求与方案1.1 设计要求利用MOSFET设计一个降压斩波电路。
输入直流电压Ud=100V，输出功率P=300W ，开关频率为5KHz，占空比10%到90%，输出电压脉率小于10%。
1.2 设计方案电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路、保护电路及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路电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。
根据MOSFET降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。
在图1结构框图中，控制电路用来产生MOSFET降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MOSFET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MOSFET 的开通和关断来控制MOSFET降压斩波电路工作。
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 降压斩波电路设计方案2.1 降压斩波电路原理图降压斩波电路的原理图以及工作波形如图2所示。
该电路使用一个全控型器件V，图中为MOSFET。
为在MOSFET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。
图2 降压斩波电路原理图2.2 降压斩波电路工作原理图直流降压斩波电路使用一个全控型的电压驱动器件MOSFET，用控制电路和驱动电路来控制MOSFET 的导通或关断。
当t=0 时MOSFET 管被激励导通电源U向负载供电，负载电压为Uo=U,负载电流io 按指数曲线上升，当t=t1时控制MOSFET 关断负载电流经二极管VD 续流负载电压Uo 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小通常使串联的电感L较大。
电路工作时的波形图如图3所示。
图3 降压斩波电路的工作波形至一个周期T结束，再驱动MOSFET导通，重复上一周期的过程。
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）电流断续时的波形驱动电路更加复杂。
设计方案：用单片机为控制核心，以电力电子器件ＩＧＢＴ为主电路关键器件，完成直流斩波器的电路设计，包括控制程序设计、电力电子器件驱动、信号隔离及其它的一些保护部分。
指标要求：输入电压要求：ＡＣ220Ｖ50Ｈz输出电压为0——180Ｖ输出功率：1ＫＷ设计框图本设计总体框图如图所示，系统分为五部分：主电路、控制电路、集中隔离与驱动电路等。
直流降压斩波电路实验报告
直流降压斩波电路实验报告实验目的本实验旨在研究直流降压斩波电路的原理、特性及其在实际电路中的应用。
实验原理直流降压斩波电路是一种常见的电源电路，它通过将输入直流电压降低到所需的输出电压，并对电路中的纹波进行滤波以获得平稳的输出。
直流降压斩波电路的核心元件是电容和二极管。
实验设备本实验所使用的设备和元件如下： - 直流电源 - 变压器 - 滤波电容 - 整流二极管 - 负载电阻 - 示波器 - 万用表实验步骤1.将直流电源连接至变压器的输入端，设置合适的输入电压。
2.通过变压器将输入电压降低到所需的输出电压。
3.将滤波电容并联在输出端，以滤除输出电压中的纹波。
4.将整流二极管连接在滤波电容的正极，确保输出电压为正。
5.将负载电阻连接在整流二极管和滤波电容之间，作为电路的负载。
6.使用万用表测量输出电压和电流，记录实验数据。
7.使用示波器观察输出电压的波形，并测量其纹波水平。
8.分析实验结果，总结直流降压斩波电路的特性和应用。
实验结果与分析根据实验数据测量和示波器观察，我们得到了直流降压斩波电路的输出电压和波形。
通过测量输出电压和电流的关系，我们可以计算出电路的输出功率和效率，并分析其特性和应用。
结论通过本实验，我们深入研究了直流降压斩波电路的原理、特性及其在实际电路中的应用。
通过实验数据的测量和分析，我们得出了该电路的特性和性能参数，并对其应用进行了讨论。
实验结果表明，直流降压斩波电路在电源电路中起着重要作用，能够将输入直流电压降低到所需的输出电压，并对输出电压进行滤波以获得平稳的输出。
致谢感谢实验室老师对本实验的指导和支持，感谢实验室的同学们在实验过程中的帮助和合作。
参考文献[1] XXX，XXXX年，XXXX出版社。
[2] XXX，XXXX年，XXXX期刊。
直流降压斩波电路课程设计
直流降压斩波电路课程设计一、设计背景直流降压斩波电路是电子工程中常见的一种电路，其作用是将高压的直流电源转换为低压的直流电源，以满足不同设备对电压的需求。
本次课程设计旨在通过设计一个直流降压斩波电路来加深学生对该电路原理和应用的理解，并提高学生的实践能力。
二、设计要求1. 输入电压：24V DC2. 输出电压：12V DC3. 输出电流：最大2A4. 效率：不低于80%5. 稳定性：输出稳定性好，纹波小于100mV三、设计原理1. 直流降压原理直流降压是指通过变换器将输入端直流高压转换成输出端所需的较低直流电源。
通常情况下，使用变换器将输入端高频交变成矩形波进行输出，再通过滤波器进行平滑处理，从而得到稳定的直流输出。
2. 斩波原理斩波是指将交流信号转化为脉冲信号输出。
在斩波过程中，通过改变占空比（即高电平时间与周期时间之比）可以调节输出脉冲宽度，从而实现对输出电压的调节。
3. 直流降压斩波电路原理直流降压斩波电路是将直流高压输入信号通过变换器转化为高频交流信号，再通过斩波电路将其转化为脉冲信号输出。
最后通过滤波器对输出信号进行平滑处理，得到稳定的直流低压输出。
四、设计方案1. 变换器选择变换器是直流降压斩波电路中最关键的部分之一。
在本次设计中，我们选择使用UC3845作为变换器控制芯片，并搭配IRF540N MOSFET管进行驱动。
同时，我们还需要根据输入和输出电压的不同来选择合适的变压器。
2. 斩波电路设计在本次设计中，我们选择使用NE555作为斩波芯片，并根据输入和输出电压的不同来计算出合适的占空比。
同时，在斩波过程中还需要注意控制脉冲宽度以保证输出稳定性。
3. 滤波器设计滤波器是直流降压斩波电路中用于平滑处理输出信号的部分。
在本次设计中，我们选择使用L-C滤波器进行滤波处理，以保证输出电压的稳定性和纹波小于100mV。
4. 控制电路设计为了保证直流降压斩波电路的稳定性和安全性，我们还需要设计一个控制电路来监测输入和输出电压，并对变换器进行合适的控制。
直流降压斩波电路实验报告
直流降压斩波电路实验报告
一、实验目的
本实验的主要目的是了解直流降压斩波电路的工作原理，掌握电路的搭建方法和调试技巧，同时能够通过实验数据分析和计算得出电路的性能参数。
二、实验原理
直流降压斩波电路是一种常用的电源调节电路，它可以将高压直流电源转换为低压直流电源。
该电路由三个部分组成：变压器、整流滤波器和斩波稳压器。
其中变压器主要起到降压作用，整流滤波器则可以将交流信号转换为直流信号，并对信号进行平滑处理，最后斩波稳压器则可以对输出信号进行稳定控制。
三、实验步骤
1. 搭建直流降压斩波电路。
2. 连接示波器和负载。
3. 调节变压器输出电压为所需输出值。
4. 调节斩波管触发角度和输出信号稳定性。
5. 记录实验数据并进行分析。
四、实验注意事项
1. 实验过程中应注意安全，避免触电等事故。
2. 严格按照步骤操作，避免误操作导致电路损坏。
3. 实验数据应准确记录，避免误差产生。
五、实验结果分析
通过实验数据的分析和计算，可以得出直流降压斩波电路的性能参数。
其中包括输出电压、输出电流、效率等指标。
同时还可以观察到斩波
管的触发角度对输出信号稳定性的影响，并对电路进行优化调整。
六、实验总结
本次实验通过搭建直流降压斩波电路并进行调试和分析，深入了解了
该电路的工作原理和性能参数计算方法。
同时也提高了我们的实验技
能和安全意识，为今后的学习和科研奠定了基础。
直流变换器的设计(降压)
直流变换器的设计（降压）一、设计要求： (1)二、题目分析： (1)三、总体方案： (2)四、原理图设计： (2)五、各部分定性说明以及定量计算： (5)六、在设计过程中遇到的问题及排除措施： (6)七、设计心得体会： (6)直流变换器的设计（降压）BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用BUCK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与双极晶体管的复合器件。
它既有MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。
其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
所以用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。
BUCK降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT 降压斩波电路的发展。
一、设计要求：技术参数：输入直流电压Vin=36V输出电压Vo=12V输出电流Io=3A最大输出纹波电压50mV工作频率f=100kHz二、题目分析：电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动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，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。
课程设计步骤分析（顺序）：1.设计主电路，主电路为：采用BUCK变换器，主功率管用MOSFET；2.选择主电路所有图列元件，并给出清单；3.设计MOSFET驱动电路及控制电路；4.绘制装置总体电路原理图，绘制： MOSFET驱动电压、BUCK电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形；5.编制设计说明书、设计小结。
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。
降压斩波电路实验报告
降压斩波电路实验报告降压斩波电路实验报告引言：降压斩波电路是电子工程中常用的一种电路，主要用于降低电压并减小电压波动。
本实验旨在通过搭建降压斩波电路并进行实际测试，验证其性能和效果。
实验原理：降压斩波电路由降压电路和斩波电路两部分组成。
降压电路主要通过变压器降低输入电压，而斩波电路则通过整流和滤波来减小电压波动。
实验材料：1. 变压器2. 整流器3. 滤波电容4. 电阻5. 电压表6. 示波器7. 电源实验步骤：1. 将变压器的输入端与电源相连，输出端与整流器相连。
2. 整流器的输出端连接滤波电容，并将电阻与滤波电容并联。
3. 将电压表连接在输出端，示波器连接在电阻上。
4. 打开电源，调节电压表和示波器的参数，记录输出电压和波形。
实验结果：经过实验测量，我们得到了降压斩波电路的输出电压和波形数据。
在不同输入电压下，输出电压均稳定在预期范围内，并且波形经过斩波和滤波后明显减小了电压波动。
实验分析：降压斩波电路的设计目的是为了降低电压并减小电压波动，以满足电子设备对稳定电源的需求。
通过实验结果可以看出，该电路在实际应用中具有较好的效果。
变压器的降压作用使得输入电压得以降低，而整流和滤波则进一步减小了电压波动，使输出电压更加稳定。
此外，通过示波器观察到的波形也可以看出，斩波和滤波对电压波动的减小起到了重要作用。
斩波电路将交流信号转换为直流信号，而滤波电容则进一步平滑了输出电压的波动，使其更加稳定。
结论：降压斩波电路是一种常用的电子电路，通过实验验证了其在降低电压和减小电压波动方面的有效性。
该电路结构简单，实用性强，可以满足电子设备对稳定电源的需求。
总结：通过本次实验，我对降压斩波电路的原理和性能有了更深入的了解。
实验结果证明了该电路的有效性，并且我也学会了如何搭建和测试该电路。
在今后的学习和工作中，我将能够更好地应用和优化降压斩波电路，以满足不同电子设备的需求。
直流降压斩波电路
.目录第1章总体方案 (2)第2章主电路设计 (3)2.1 工作原理 (3)2.2 参数分析 (4)2.3 元件型号选择 (5)第3章控制电路设计 (5)3.1 控制电路方案选择 (5)3.2 工作原理 (7)第4章驱动电路设计 (8)4.1 驱动电路方案选择 (8)4.2 工作原理 (9)第5章保护电路设计 (10)5.1 过压保护电路 (10)5.2 过流保护电路 (12)第6章系统仿真 (13)6. 1 电路总图 (13)6.2MATLAB的仿真结果 (14)6.3 仿真结果分析 (15)第7章课程设计总结 (15)第8章参考文献 (16)第1章总体方案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，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。
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，设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。
图1降压斩波电路结构框图在图1结构框图中，控制电路是用来产生降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开关控制端，可以使其开通或关断的信号。
通过控制开关的开通和关断来控制降压斩波电路的主电路工作。
控制电路中的保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象损害电路设备。
第2章 主电路设计2.1 工作原理根据所学的知识，直流降压斩波主电路如图2所示：图2 主电路图直流降压斩波主电路使用一个全控器件IGBT 控制导通。
用控制电路和驱动电路来控制IGBT 的通断，当t=0时，驱动IGBT 导通，电源E 向负载供电，负载电压0u =E ，负载电流0i 按指数曲线上升。
电路工作时波形图如图3所示：图3 降压电路波形图t O O O E O t t tE M i G t t T i G t on t off i o i 1i 2I 10I 20t 1u oa)b)O O T E E i G t on t off i o t x i 1i 2I 20t 1t 2u o当1t t =时刻，控制IGBT 关断，负载电流经二极管D V 续流，负载电压0u 近似为零，负载电流指数曲线下降。
直流斩波电路的设计
一.程序设计的目的：1. 熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理2. 掌握两种基本斩波电路的工作状态掌握两种基本斩波电路的工作状态3. 了解电路图的波形情况了解电路图的波形情况二． 课程设计的主要内容1. 设计题目设计题目直流斩波电路的性能研究 2. 2. 设计步骤设计步骤设计步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案 ⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计 ⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能 ⑷进行调试与修改⑷进行调试与修改⑷进行调试与修改 ⑸撰写课程设计说明书⑸撰写课程设计说明书⑸撰写课程设计说明书3.3.设计方法设计方法设计方法直流斩波电路（直流斩波电路（直流斩波电路（DC Chopper DC Chopper DC Chopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流的直流电，也称为直流--直流变换器（直流变换器（DC/DC Converter DC/DC Converter DC/DC Converter），直流斩波电路（），直流斩波电路（），直流斩波电路（DC DC Chopper Chopper））一般是指直接将直流变成直流的情况，一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流不包括直流不包括直流--交流交流--直流的情况；直流斩波电路的种类很多，直流斩波电路的种类很多，包括包括6种基本斩波电路：种基本斩波电路：降压斩波电路，降压斩波电路，降压斩波电路，升压斩波电升压斩波电路，升降压斩波电路，路，升降压斩波电路，Cuk Cuk 斩波电路，斩波电路，Sepic Sepic 斩波电路，斩波电路，Zeta Zeta 斩波电路，前两种是最基本电路。
是最基本电路。
主要包括：⑴降压斩波电路的设计⑴降压斩波电路的设计 ⑵升压斩波电路的设计⑵升压斩波电路的设计 ⑶直流供电电源⑶直流供电电源 ⑷控制和驱动电路⑷控制和驱动电路三． 设计方案的论证1．熟悉实验装置的电路结构和主要元器件，检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确，检查输入保险丝是否完好，检查输入保险丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。
降压斩波电路实验报告
降压斩波电路实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验验证降压斩波电路的基本原理，并深入了解斩波电路的工作原理和设计方法。
二、实验原理降压斩波电路是一种常见的电源电路，可以将高电压输入转换为低电压输出。
它由降压变压器、整流电路和斩波电路三部分组成。
其中，降压变压器用于将高电压输入降压到适合的电平，整流电路用于将交流电转换为直流电，斩波电路用于消除输出电压的波动和噪声。
斩波电路的基本原理是通过控制开关管的导通和截止，在输出端形成一个平滑的直流电压。
当开关管导通时，电源电压通过变压器和整流电路，充电到电容器中。
当开关管截止时，输出端电容器开始放电，输出电压逐渐降低。
为了保证输出电压平滑稳定，斩波电路需要设计合适的电容器和电阻器，以达到最佳的电压稳定效果。
三、实验器材和仪器1. 220V交流电源2. 降压变压器3. 整流电路4. 斩波电路5. 示波器6. 万用表四、实验步骤1. 按照电路图连接降压斩波电路，注意电路连接正确。
2. 打开交流电源，调整输出电压为220V。
3. 打开示波器，将探头连接到输出端，观察输出电压波形。
4. 通过调整斩波电路中的电容器和电阻器，使输出电压稳定在设定值。
5. 记录实验数据和观察结果。
五、实验结果分析通过实验可以发现，降压斩波电路能够将高电压输入转换为低电压输出，并且输出电压稳定。
在实验过程中，通过调整斩波电路中的电容器和电阻器，可以有效地消除输出电压的波动和噪声。
同时，由于斩波电路的设计和调整需要一定的经验和技巧，因此在实验中需要仔细观察输出波形，通过不断调整来达到最佳的电压稳定效果。
六、思考与总结本实验通过实验验证降压斩波电路的基本原理，并深入了解斩波电路的工作原理和设计方法。
同时，通过实验还可以了解到电路设计和调整需要一定的经验和技巧，需要仔细观察输出波形，通过不断调整来达到最佳的电压稳定效果。
在今后的学习和工作中，我们需要继续深入学习电路的基本原理和设计方法，不断提高自己的实验技能和实践能力。
IGBT直流降压斩波电路设计
目录1设计原理分析 (1)1.1总体结构分析 (1)1.2主电路的设计 (1)1.3触发电路的选型 (2)1.4驱动电路选型 (3)1.5整流滤波电路 (5)2. 设计总电路图及参数 (6)2.1设计总电路图 (6)2.2 元件参数计算 (8)3. 元器件清单 (10)小结 (11)参考文献 (11)IGBT 直流降压斩波电路的设计1设计原理分析1.1总体结构分析直流斩波电路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。
它在电源的设计上有很重要的应用。
一般来说，斩波电路的实现都要依靠全控型器件。
在这里，我所设计的是基于IGBT 的降压斩波短路。
直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。
电路的结构框图如下图（图1）所示。
图1 电路结构框图1.2主电路的设计主电路是整个斩波电路的核心，降压过程就由此模块完成。
其原理图如图2所示。
图2 主电路原理图如图，IGBT 在控制信号的作用下开通与关断。
开通时，二极管截止，电流io 流过大i EV +-MRLVD a)i oE Mu oi G电源 触发电路 驱动电路 主电路整流滤波电路电感L ，电源给电感充电，同时为负载供电。
而IGBT 截止时，电感L 开始放电为负载供电，二极管VD 导通，形成回路。
IGBT 以这种方式不断重复开通和关断，而电感L 足够大，使得负载电流连续，而电压断续。
从总体上看，输出电压的平均值减小了。
输出电压与输入电压之比α由控制信号的占空比来决定。
这也就是降压斩波电路的工作原理。
降压斩波的典型波形如下图所示。
图3 降压电路波形图图2中的负载为电动机，是一种放电动式负载。
反电动势负载有电流断续和电流连续两种工作状态。
分别入图3中b ）和a ）所示。
无论哪一种情况，输出电压的平均值都与负载无关，其大小为：（1-1）T on 表示导通的时；T off 表示截止的时间 ；α表示导通时间占空比。
对于输出电流，当0U >E 时电流连续，输出电流平均值大小为：（1-2） 当Uo<E 时，电流既无法通过IGBT 也无法通过二极管。
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。
直流降压斩波电路原理
直流降压斩波电路原理一、什么是直流降压斩波电路？直流降压斩波电路是一种电路设计，用于将输入的直流电压降低到需要的电压值，并去除电压中的波动。
该电路由降压电路和斩波电路组成。
二、直流降压电路原理直流降压电路旨在将输入的直流电压降低到较低的电压值。
常见的直流降压电路有线性降压电路和开关式降压电路。
1. 线性降压电路线性降压电路通常使用稳压二极管和电阻网络来实现。
稳压二极管通过调整其正向工作点来实现电压的稳定输出。
然而，线性降压电路的效率较低，且只适用于较小的降压比。
2. 开关式降压电路开关式降压电路是一种更高效的降压电路设计。
它通过开关器件（如晶体管或MOSFET）将输入电压分段连接到输出。
通过控制开关器件的开关频率和占空比，开关式降压电路可以实现更大的降压比。
三、斩波电路原理斩波电路（也称为滤波电路）用于去除降压电路输出中的波动，使输出电压更加稳定。
常见的斩波电路有电容滤波和电感滤波。
1. 电容滤波电容滤波通过将电容器连接到降压电路输出端来实现。
电容器可以储存电能，并在电压波动时释放电能来稳定输出电压。
较大的电容值能够获得更好的滤波效果。
2. 电感滤波电感滤波利用电感元件将电流平滑地传递到负载端，从而抑制电压的波动。
电感元件具有高阻抗，可以滤除高频信号。
较大的电感值可以实现更好的滤波效果。
四、直流降压斩波电路的设计直流降压斩波电路的设计需要考虑以下几个方面：1. 负载要求根据负载的要求确定所需的输出电压和电流，进而确定降压比和滤波元件的参数。
2. 稳定性要求确定所需的输出电压稳定性，并选择合适的稳压二极管或开关器件来实现。
3. 效率要求根据应用的需求确定电路的效率要求，并选择适当的降压电路和滤波电路。
4. 成本和尺寸要求考虑成本和尺寸限制，在设计电路时选择适当的元器件和拓扑结构。
五、直流降压斩波电路的应用直流降压斩波电路广泛应用于各种电子设备和系统中。
以下是一些常见的应用示例：1.电子教育设备：用于实验室中的实验电路的供电。
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。
IGBT直流斩波电路的设计
目录1设计原理分析............................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1总体结构分析................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2主电路的设计................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3触发电路的设计............................................................................................ 错误!未定义书签。
1.4驱动电路设计................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.5保护电路分析................................................................................................. 错误!未定义书签。
2仿真分析与调试....................................................................................................... 错误!未定义书签。
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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。
其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点，因此发展很快。
2 设计任务与要求2.1 设计任务要求设计降压斩波电路的主电路、控制电路、驱动及保护电路，稳压直流电源15V和直流电压100V的设计2.2 设计要求对Buck降压电路的基本要求有以下几点：1.输入直流电压：U d=100V2.开关频率40KHz3.输出电压范围50V~80V4.输出电压纹波：小于1%5.最大输出电流：5A（在额定负载下）6.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%3 设计内容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，设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。
图1 电路框图在图1结构框图中，控制电路是用来产生IGBT 降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 控制端和公共端之间，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 降压斩波电路的主电路工作。
保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流、过电压和欠电压等现象损害电路设备。
3.1 设计方案的选定与说明 3.2 降压斩波电路 3.2.1 降压斩波电路原理RE U I EE Tt t t E t U Mon 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；为导通占空比，简称占空比或导通比。
降压斩波电路的占空比小于1。
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） 保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T ，称为频率调制或调频型。
3） on t 和T 都可调，使占空比改变，称为混合型但是普遍采用的是脉冲宽调制工作方式。
因为采用频率调制工作方式，容易产生谐波干扰，而且滤波器设计也比较困难。
此电路就是采用脉冲宽调制控制IGBT 的通断。
c)i E M3.3 降压斩波电路主电路设计 3.3.1 BUCK 降压斩波主电路在电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路称为主电路。
IGBT 降压斩波电路的主电路图如下图2所示。
它是一种降压型变换器，其输出电压平均值U ，总是小于输入电压d U 。
该电路使用一个全控型器件V ，为IGBT 。
在V 关断时，为了给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD 。
图2 降压斩波主电路图3.3.2主电路元器件参数选择主电路中需要确定参数的元器件有直流电源、IGBT 、二极管、电感、电容、电阻值，其参数选择如下说明：(1) 对于电源，因为题目要求输入直流电压为100V ，所以该直流稳压电源可直接作为系统电源。
(2)IGBT 由图2易知当IGBT 截止时，回路通过二极管续流，此时IGBT 两端承受最大正压为100V ；而当α=1时，IGBT 有最大电流，其值为5A 。
故需选择集电极最大连续电流c I >5A ，反向击穿电压B vceo >100v 的IGBT 。
如果考虑2倍的安全裕量需选择集电极最大连续电流c I 》10A ，反向击穿电压vceo B 》200V 的IGBT 。
(3)二极管 当α=1时，其承受最大反压100V ；而当α趋近于1时，其承受最大电流趋近于5A ，故需选择Vc >100v,I >5A 的二极管。
考虑2倍的安全裕量：min U =21u X =200V min I =1x It =2x5=10A(4)电感 选择大电感L ，使得电路能够续流，此时的临界电感为：L =0U （d U —o U ）/2f d U I 。
设输出电压为80V ， 则L =80x （100—80）/2x1000x40x100x5=0.04mH所以电感L >=0.04mH ，取L =0.1mH 。
(5) 电容 选择的电容既要使得输出的电压纹波小于1%，也不能取的太大，否则会使电路的速度变得很慢。
电容的选择：也取输出电压为80V 时来算C =0U （d U —o U ）/8L ΔcUff d U=80x （100—80）/8x0.1mHx0.01x40Kx40Kx100=12.5uF 这里取C =13uF 。
(6)电阻R l 因为输出电压为50V —80V 时，而输出的最大电流为5A 。
所以由欧姆定律R=U/I 可得负载电阻值为最小取值在10Ω。
3.4 降压斩波电路控制电路的设计 3.4.1控制电路及器件选择3.4.1.1 因为斩波电路有三种控制方式，又因为PWM 控制技术应用最为广泛，所以采用PWM 控制方式来控制IGBT 的通断。
3.4.1.2 SG3525芯片它是一款专用的PWM 控制集成电路芯片，它采用恒频调宽控制方案，内部包括精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。
SG3525是定频PWM 电路，采用16引脚标准DIP 封装。
其各引脚功能如图4所示，内部框图如图5所示。
图4 SG3525的引脚图5 内部框图SG3525各引脚具体功能：（1）引脚1：误差放大器反向输入端。
在闭环系统中，该引脚接反馈信号。
在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。
（2）引脚2：误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。
根据需要，在该端与补偿信号输入端之间接入信号不同的反馈网络。
（3）引脚3：振荡器外接同步信号输入端。
该端接外部同步脉冲信号可实现外电路同步。
（4）引脚4：振荡器输出端。
（5）引脚5：振荡器定时电容接入端。
（6）引脚6：振荡器定时电阻接入端。
（7）引脚7：振荡器放电端。
该端与引脚5之间外接一只放电电阻，形成放回路。
（8）引脚8：软启动电容接入端。
（9）引脚9：PWM信号输入端。
（10）引脚10：外部关断信号输入端。
（11）引脚11：输出端A。
（12）引脚12：信号地。
（13）引脚13：输出级偏置电压接入端。
（14）引脚14：输出端B。
（15）引脚15：偏置电源接入端。
（16）引脚16：基准电源输出端。
SG3525芯片特点如下：（1）工作电压范围：8-35v。
（2） 5.1V微调基准电源（3）振荡器频率工作范围：100Hz-500kHz。
（4）具有振荡器外部同步功能（5）死区时间可调。
（6）内置软启动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：Ma(峰值)其11和14脚输出两个等幅、等频、相位互补、占空比可调的PWM信号。
脚6、脚7 内有一个双门限比较器，内设电容充放电电路，加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525 的振荡器。
振荡器还设有外同步输入端(脚3)。
脚1 及脚2 分别为芯片内部误差放大器的反相输入端、同相输入端。
该放大器是一个两级差分放大器。
根据系统的动态、静态特性要求，在误差放大器的输出脚9和脚1之间一般要添加适当的反馈补偿网络，另外当10脚的电压为高电平时，11和14脚的电压变为10输出。
3.4.2控制电路原理由于SG3525的振荡频率可表示为 ：)37.0(1d t t R R C f +=式中:t C , t R 分别是与脚5、脚6相连的振荡器的电容和电阻；d R 是与脚7相连的放电端电阻值。
根据任务要求需要频率为40kHz ，所以由上式可取t C =1μF,t R =10Ω,d R =6.2Ω。
可得f=39.1kHz ，基本上等于实际40 kHz 即满足要求。
SG3525有保护的功能，可以通过改变10脚电压的高低来控制脉冲波的输出。
因此可以将驱动电路输出的过流保护电流信号经一电阻作用，转换成电压信号来进行过流保护。
当驱动电路检测到过流时发出电流信号，由于电阻的作用将10脚的电位抬高，从而13脚输出低电平，而当其没有过流时，10脚一直处于低电平，从而正常的输出PWM 波。
由此可以得出控制电路的电路图如图6所示：图6 控制电路图3.5 驱动电路原理与设计3.5.1本实验采用光电耦合式驱动电路该电路双侧都有源。
其提供的脉冲宽度不受限制，较易检测IGBT的电压和电流的状态，对外送出过流信号。
另外它使用比较方便，稳定性比较好。
但是它需要较多的工作电源，其对脉冲信号有1μs的时间滞后，不适应于某些要求比较高的场合3.5.2 驱动电路工作分析：驱动电路的电路图如图7所示：图7 驱动电路原理图如图7所示，IGBT降压斩波电路的驱动电路提供电气隔离环节。
光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。
本电路中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大。