降压斩波电路的课程设计
电力电子课程设计直流降压斩波
如图2.1中V的栅极电压uGE波形所示，在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按指数上升。
当t=t1时刻，控制V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，通常是串联的电感L值较大。
如图6所示：取样电压的方法是在U。端串联两个电阻再通过在电阻中分得的电压连入比较器的正端，与连入负端的基准电压（5V）进行比较。正常状态下，取样电压小于基准电压，此时比较器输出的是负的最大值，芯片正常工作，当出现过电压是，取样电压高于基准电压，此时输出高电平15V，在通过电阻分压得到5V的高电平送入芯片的10端，使其锁死，IGBT脉冲断开，电路断开，从而对电路实现过压保护。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
第四章 驱动电路设计
4.1IGBT驱动电路选择
PWM控制信号由于强度不够，不能够直接去驱动IGBT，因此需要信号放大的电路。另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。因而设计中还需要有带电器隔离的部分。所以我采用光电耦合式驱动电路。
Buck降压斩波电路学习教案
L
时，到达模式界限
注。意：不连续模式下变换器的特性发生显著改变，M依赖于负载，
输出阻抗上升。但是比较常用。小纹波近似不成立！
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Buck降压(jiànɡ yā)斩波电路
会计学
1
第一页，共8页。
5.1.1 BUCK降压(jiànɡ yā)变换
器 *电容(diànróng)C ：
iL(t )
L
属于电路本
身，不属于负载 V
uL(t)
。V导通时充电， Ud
VD
iD(t )
C
V截止时放电，从 而使负载两端电
压保持平稳。
R uo(t )
uL(t) C
R uo(t )
uL (t) U d U o
BUCK变换器V导通时
第2页/共8页
第三页，共8页。
b.V截止 (jiézhǐ)时：
0 uL (t) uo (t)
uL (t) uo (t)
依据(yījù)小纹波近似：
uL (t) U o
iL(t )
L
uL(t)
C
R uo(t )
i 5.不连续(liánxù)导通模
式1：.模式(móshì)界限： L
I
电流纹波：
iL
Ud Uo 2L
T
DDT 2L
负载(fùzài)电流平均值
： I
Uo
U d
RR
负载电流平均值下
Ud UdT
R
2L
模式界限：
2L RT
用电阻表示模式界限：
Rcrit
(
)
2L T
i 降，并不影响电流
纹波，当二者相等
降压斩波电路课程设计
降压斩波电路-课程设计1000字IntroductionThe purpose of this project is to design a low power supply voltage chopping circuit. It is important to have a stable voltage supply, especially for electronic equipment.Without a stable voltage, the device may not work correctly or could be damaged. This project demonstrates how todesign a voltage chopping circuit and its applications.DesignTo design a low power supply voltage chopping circuit, the following steps are followed:1) Determine the requirements of the circuit2) Choose the circuit components3) Design the circuit4) Test the circuitRequirementsThe circuit must meet the following requirements:1) Input voltage range of 5V to 15V2) Output voltage range of 1V to 5V3) Output current range of 1mA to 10mA4) Low power consumption5) Stable output voltageComponentsThe following components were chosen for the circuit design:1) NE555 timer IC2) LM386 op-amp3) Capacitors4) Inductors5) Resistors6) DiodesCircuit DesignThe circuit was designed in the following way:1) The NE555 timer IC was set up as an astable multivibrator, which produced a square wave output of a certain frequency.2) The output of the NE555 timer IC was fed into an inductor and a capacitor, forming a series resonant LC circuit. The LC circuit was tuned to the frequency of the square wave output of the NE555 timer IC.3) The output of the LC circuit was fed into the LM386 op-amp, which provided a low output impedance amplifier.4) The output of the LM386 op-amp was fed back to the input of the NE555 timer IC, which controlled the duty cycle of the square wave output.TestingThe circuit was tested by applying different input voltages and measuring the output voltage and current. The results showed that the circuit was able to produce a stable output voltage within the desired range and current range. The output voltage was also adjustable depending on the duty cycle of the NE555 timer IC. The low power consumption of the circuit was also verified.ConclusionThe low power supply voltage chopping circuit designed in this project is useful in situations where a stable voltage supply is required for electronic equipment. The circuit was able to meet the requirements set out in the designphase and was successfully tested. The circuit design could also be modified to cater for different voltage and current ranges, making it versatile for a range of applications.。
直流降压斩波电路课程设计
直流降压斩波电路课程设计引言直流降压斩波电路是电子电路领域中一种常见的电路，它主要用于将高压直流电源降压为所需的低压直流电源，并通过斩波电路消除输出信号的脉动。
本文将详细介绍直流降压斩波电路的设计原理、实施步骤和实际应用。
设计原理直流降压斩波电路的设计原理基于基础的电路理论知识。
在设计中，需要考虑以下几个方面的内容：输入电压和输出电压的关系根据设计的需求，需要确定输入电压和输出电压的关系。
通常情况下，输出电压要低于输入电压。
这个关系对于电路的元件选择和参数确定非常重要。
电路拓扑结构根据输入输出电压的关系，可以选择不同的电路拓扑结构。
常见的直流降压斩波电路拓扑有BUCK和BOOST两种。
BUCK电路用于输出电压小于输入电压的情况，BOOST电路用于输出电压大于输入电压的情况。
斩波电路设计斩波电路的设计是直流降压斩波电路设计中的重要部分。
斩波电路的作用是消除输出信号的脉动，使输出电压更加稳定。
常见的斩波电路包括电容滤波、电感滤波等。
根据设计需求，选择合适的斩波电路并计算电路参数。
控制电路设计直流降压斩波电路通常需要控制电路来调整输出电压。
控制电路可以通过开关元件的开关频率和工作占空比来实现电压调节。
控制电路的设计需要考虑开关元件的特性和相关电路参数。
实施步骤针对以上设计原理，可以按照以下步骤进行直流降压斩波电路的设计：1.确定输入输出电压的关系，并计算所需降压比例。
2.根据电压关系选择合适的电路拓扑结构，BUCK或BOOST。
3.根据拓扑结构选择合适的元件并计算参数，包括开关元件、电容和电感等。
4.设计斩波电路，选择合适的斩波电路拓扑和计算电路参数。
5.设计控制电路，选择合适的控制策略和计算相关参数。
6.综合考虑各个部分的设计结果，进行仿真验证。
7.制作电路原型并进行实际测试，调整和优化电路参数。
8.编写电路设计报告，包括设计原理、步骤、仿真结果和实际测试结果等。
实际应用直流降压斩波电路在实际应用中有广泛的应用。
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。
(完整word版)降压斩波电路课程设计
目录一、引言 (2)二、设计要求与方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2 方案确定 (3)三、主电路设计 (3)3.1 主电路方案 (3)3.2 工作原理 (4)3.3 参数分析 (5)四、控制电路设计 (5)4.1 控制电路方案选择 (5)4.2 工作原理 (6)4.3 控制芯片介绍 (7)五、驱动电路设计 (9)5.1 驱动电路方案选择 (9)5.2 工作原理 (10)六、保护电路设计 (11)6.1 过压保护电路 (11)6.2 过流保护电路 (12)七、系统仿真及结论 (13)八、结论 (16)九、参考文献 (16)十、致谢 (17)一、引言随着电力电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。
电子设备的小型化和低成本化使电源向轻，薄，小和高效率方向发展。
开关电源因其体积小，重量轻和效率高的优点而在各种电子信息设备中得到广泛的应用。
伴随着人们对开关电源的进一步升级，低电压，大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。
开关电源分为AC/DC和DC/DC，其中DC/DC 变换已实现模块化，其设计技术和生产工艺已相对成熟和标准化。
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。
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。
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。
IGBT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。
降压斩波电路课程设计
降压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握降压斩波电路的基本原理与结构；2. 理解降压斩波电路中元器件的作用及其相互关系；3. 学会分析降压斩波电路的输出电压与输入电压的关系；4. 了解降压斩波电路在实际应用中的优势与局限性。
技能目标：1. 能够正确绘制降压斩波电路的原理图；2. 能够利用仿真软件对降压斩波电路进行仿真分析；3. 能够根据实际需求设计和调试简单的降压斩波电路；4. 能够通过实验和数据分析，解决降压斩波电路中存在的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术课程的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，提高解决问题的能力；3. 增强学生的环保意识，了解电力电子技术在实际应用中对环境保护的重要性；4. 培养学生的创新意识，鼓励学生勇于尝试，积极探索电力电子技术的新应用。
本课程针对高年级电子专业的学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将能够掌握降压斩波电路的相关知识，具备一定的电力电子技术应用能力，同时培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 降压斩波电路基本原理：讲解降压斩波电路的工作原理、电路结构及关键元器件的功能；- 课本章节：第三章第三节“降压斩波电路基本原理”- 内容：开关器件、脉冲宽度调制、输出滤波器等2. 降压斩波电路分析与设计：分析电路的输出电压、电流波形，探讨元器件参数对电路性能的影响；- 课本章节：第三章第四节“降压斩波电路分析与设计”- 内容：输出电压与输入电压关系、开关频率、电感、电容等参数的选择3. 降压斩波电路仿真与实验：利用仿真软件进行电路仿真，进行实验验证，提高学生的实际操作能力；- 课本章节：第三章第五节“降压斩波电路仿真与实验”- 内容：仿真软件操作、实验步骤、数据采集与处理4. 降压斩波电路应用案例分析：介绍降压斩波电路在实际应用中的案例，分析其优势与局限性；- 课本章节：第三章第六节“降压斩波电路应用案例”- 内容：开关电源、电动汽车、可再生能源等领域应用5. 教学进度安排：共4课时，分别进行以下内容的教学：- 第1课时：降压斩波电路基本原理- 第2课时：降压斩波电路分析与设计- 第3课时：降压斩波电路仿真与实验- 第4课时：降压斩波电路应用案例分析教学内容科学系统，结合课程目标，确保学生能够全面掌握降压斩波电路的相关知识，提高学生的理论水平和实践能力。
降压斩波电路课程设计
降压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解降压斩波电路的基本原理，掌握其电路构成及工作过程。
2. 使学生掌握降压斩波电路中关键元件的作用，并能解释其对电路性能的影响。
3. 帮助学生掌握降压斩波电路的数学模型，并能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的降压斩波电路的能力。
2. 让学生学会使用相关仪器和设备进行降压斩波电路的搭建和调试。
3. 培养学生分析和解决降压斩波电路实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学科的兴趣，激发学生的学习热情。
2. 培养学生的团队协作精神，使学生学会在团队中共同解决问题。
3. 强化学生的环保意识，使学生关注电力电子技术在节能减排方面的应用。
课程性质分析：本课程为电子技术专业课程，旨在帮助学生掌握降压斩波电路的基本原理和应用。
课程内容具有较强的理论性和实践性，要求学生在理解理论知识的基础上，能够动手实践，解决实际问题。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的电子技术基础，但对降压斩波电路的了解有限。
学生对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践，但可能缺乏系统的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：1. 结合学生特点，采用理论教学与实践教学相结合的方法，使学生充分理解并掌握降压斩波电路的相关知识。
2. 注重培养学生的动手能力和实际操作技能，提高学生的实际问题解决能力。
3. 通过小组讨论、实验操作等形式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
二、教学内容1. 降压斩波电路基本原理：讲解降压斩波电路的定义、工作原理及其在电力电子技术中的应用。
教材章节：第二章第二节“降压斩波电路”2. 电路构成及关键元件：分析降压斩波电路的组成部分，介绍关键元件（如开关器件、二极管、电感、电容等）的功能和选型。
教材章节：第二章第三节“降压斩波电路的构成及关键元件”3. 数学模型与公式：推导降压斩波电路的数学模型，讲解相关公式及其应用。
降压斩波电路课程设计 湖南工程学院
一：整体设计思路：电力电子器件在实际应用中，主要包括控制电路、驱动电路、主电路以及必要的保护电路组成的一个系统。
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开通与关断完成整个电路的功能，当控制电路所产生的控制信号足以驱动电力电子开关工作后就无需驱动电路。
（主电路核心器件为MOSFET V，利用控制电路的控制信号来控制其开通关断，获得不同的占空比从而得到所需的电压；控制电路核心元件为SG3525，该元件可产生占空比可调的矩形波，用以控制MOSFET V的通断；驱动电路主要是光电耦合电路，连接控制部分和主电路的桥梁。
）根据降压斩波电路设计要求设计出主电路、控制电路、驱动电路框图如下所示：二：电路的设计1：主电路的设计直流降压斩波电路主电路使用一个全控型器件IGBT 控制导通，利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，电源向负载供电，负载电压为电源电压时，负载电流io 按指数曲线上升。
当t=t1时刻控制IGBT 关断负载电流经二极管续流，负载电压uo 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
其中电感L 值较大。
至一个周期结束，在驱动IGBT 导通，重复上述过程当电路工作稳定时，负载电压的平均值为（加书上120页B 图）式中，Ton 为IGBT 开通时间，Toff 为IGBT关断时间，α为导通占空比，简称占空比或导通比。
α的减小Uo随之减小，因此该电路称为降压斩波电路（buck电路）。
直流降压斩波主电路图如下所示：MOSFET V的G和S端与驱动电路连接2：控制电路设计控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比的调节达到控制输出电压大小的目的。
斩波电路的控制方式包括脉冲宽度调制、频率调制（调频型）和混合型三种，此处用到的是PWM（脉冲宽度调制）来控制IGBT的通断。
PWM控制就是对脉冲宽度进行调制的技术，通过改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压。
降压斩波电路课程设计
降压斩波电路课程设计一、设计任务与要求设计一个降压斩波电路，将直流电源的电压降低到所需电压值，并实现稳定的输出。
具体要求如下：1.输入直流电源电压范围为0-100V。
2.输出电压可调，范围为0-50V。
3.输出电流最大值为5A。
4.实现恒压输出，即输出电压稳定不变。
5.电路效率高，损耗小。
6.考虑电路的安全性，添加必要的保护措施。
二、电路设计降压斩波电路主要由电源、开关管、电感、二极管和负载组成。
其工作原理是利用开关管在斩波周期内反复通断，控制电感电流的平均值，从而达到降低输出电压的目的。
1.电源：采用0-100V的直流电源，满足输入电压范围要求。
2.开关管：选择合适的开关管，如MOSFET或IGBT等，根据输入电压和电流要求进行选择。
3.电感：选择适当的电感值，以保证电路的稳定性和效率。
4.二极管：选择合适的整流二极管，如肖特基二极管或快恢复二极管等，以保证电路的稳定性和效率。
5.负载：根据设计要求，选择适当的负载电阻或负载电容等。
三、电路原理图设计根据以上分析，可以设计出降压斩波电路的原理图。
在原理图中，需要标明各元件的参数和连接方式，并注意电路的安全性和可靠性。
例如，为保护开关管和二极管，可以在电路中添加限流电阻或温度保护元件等。
四、仿真与测试在完成原理图设计后，需要进行仿真和测试，以验证设计的正确性和可靠性。
可以使用仿真软件如Multisim进行仿真分析，并根据测试结果对电路参数进行调整。
实际测试时，可以使用电子负载仪等设备进行测试，并记录测试数据和波形。
五、总结与反思在完成降压斩波电路课程设计后，需要对整个设计过程进行总结和反思。
总结设计的优点和不足之处，提出改进方案和优化措施，为今后的课程设计和工程实践提供有益的参考和借鉴。
降压直流斩波电路设计
降压直流斩波电路设计一、背景介绍高血压是目前全球性的公共卫生问题，长期高血压会增加心脑血管疾病的风险，因此对高血压患者进行有效的降压治疗非常重要。
目前常见的降压药物有利尿剂、β受体阻滞剂、钙通道阻滞剂等，但这些药物也会带来一定的副作用。
因此，设计一种可靠、安全、无副作用的降压方法对于人类健康具有重要意义。
二、直流斩波电路原理直流斩波电路是一种将直流电转换为交流电的电路。
其基本原理是通过切换开关将直流电源分时段地斩断，使得输出信号呈现出交变特性。
在实际应用中，直流斩波电路可以通过调节开关频率和占空比来控制输出信号的幅值和频率。
三、降压直流斩波电路设计1. 电源部分：由于直流斩波电路需要稳定的直流供电，因此需要设计一个稳定可靠的电源模块。
常见的供电方式包括单相整流桥式电路、双向开关稳压电源等。
在设计时需要考虑到电源的输出电压和电流，以及对于直流斩波电路的影响。
2. 斩波部分：直流斩波电路的核心是斩波部分，其主要由开关管、滤波器和负载组成。
在设计时需要考虑到开关管的导通损耗和关断损耗，以及滤波器的参数选择和负载的匹配问题。
常见的开关管包括MOSFET、IGBT等。
3. 控制部分：为了实现对输出信号幅值和频率的精确控制，需要设计一个可靠的控制模块。
常见的控制方式包括PWM控制和SPWM控制等。
在设计时需要考虑到控制信号的精度和稳定性。
四、降压直流斩波电路应用降压直流斩波电路可以广泛应用于医疗、工业自动化、能源等领域。
在医疗领域中，可以通过调节输出信号幅值和频率来实现对高血压患者血压的精确调节；在工业自动化领域中，可以用于驱动各种类型的负载；在能源领域中，可以用于太阳能、风能等新能源的转换和控制。
五、总结降压直流斩波电路具有可靠、安全、无副作用等优点，可以广泛应用于医疗、工业自动化、能源等领域。
在设计时需要考虑到电源部分、斩波部分和控制部分的参数选择和匹配问题，以实现对输出信号的精确控制。
降压直流斩波电路课程设计
降压直流斩波电路课程设计
降压直流斩波电路是一种基本的电子电路，它可以将高电压的直流电源降压为合适的电压，以满足电子设备的需求。
以下是一个简单的降压直流斩波电路的课程设计：
1.电路原理：降压直流斩波电路主要由变压器、桥式整流电路、
电容和负载组成。
变压器将高电压的直流电源降压，桥式整流电路将交流输出转换为直流输出，电容平滑输出电压，负载则是电路的输出部分。
2.设计要求：设计一个输出电压为12V，输出电流为1A的降压直
流斩波电路。
3.设计步骤：
（1）计算变压器的变比。
因为输出电压为12V，变压器的变比为Vin/Vout=36/12=3。
（2）选择变压器。
根据变比选择合适的变压器。
（3）设计桥式整流电路。
选择合适的整流二极管和滤波电容。
（4）计算电容容值。
根据输出电流和输出电压计算电容的容值。
（5）确定负载。
根据输出电流和输出电压确定负载的电阻值。
（6）进行电路仿真。
使用电路仿真软件进行电路仿真，验证电路的性能是否符合设计要求。
4.实验步骤：
（1）搭建电路。
根据设计要求，搭建电路。
（2）连接电源。
将电源连接到电路上，调整电源输出电压。
（3）测量输出电压和输出电流。
使用万用表测量输出电压和输出电流，检查是否符合设计要求。
（4）观察电路波形。
使用示波器观察电路各部分的电压和电流波形，检查是否正常。
5.实验结果：
经过实验测量和仿真验证，输出电压为12V，输出电流为1A，符合设计要求。
电力电子课程设计-降压斩波电路
1 引言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。
2.降压斩波电路的设计目的(1). 通过对降压斩波电路（buck chopper）的设计，掌握buck chopper电路的工作原理，综合运用所学知识，进行buck chopper电路和系统设计的能力。
(2). 了解与熟悉buck chopper电路拓扑、控制方法。
(3). 理解和掌握buck chopper电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。
(4). 具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力2. 1降压斩波电路的设计内容及要求(1). 设计内容: 对Buck Chopper电路的主电路和控制电路进行设计，参数如下：直流电压E＝200V，负载中R＝10 ，L值极大,反电动式E1＝30V。
(2).设计要求(a)理论设计：了解掌握Buck Chopper电路的工作原理，设计Buck Chopper电路的主电路和控制电路。
包括：IGBT电流,电压额定的选择，画出完整的主电路原理图和控制电路原理图、列出主电路所用元器件的明细表。
(b).仿真实验:利用MATLAB仿真软件对Buck Chopper 电路主电路和控制电路进行仿真建模设计2.2.降压斩波电路主电路基本原理降压斩波电路主电路工作原理图如下：图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0U E =，负载电流0i 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0U 近似为零，负载电流0i 呈指数曲线下降。
降压升压斩波电路的课程设计
MOSFET降压、升压斩波设计一、问题的提出与简述直流斩波电路（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。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路。
本文着重解决用MOSFET作开关的降压、升压斩波电路。
二、设计目的1、设计一个MOSFET降压斩波电路（纯电阻负载）设计要求：=100V；1）输入直流电压：Ud2）输出功率： 300W；3）开关频率： 5KHz；4）占空比： 10%~90%；5）输出电压脉动率：小于10%。
2、设计一个MOSFET升压斩波电路（纯电阻负载）设计要求：1）输入直流电压：U=100V；d2）输出功率： 300W；3）开关频率： 5KHz；4）占空比： 10%~90%；5）输出电压脉动率：小于10%。
三、原理Ⅰ、降压斩波电路原理图如下：（因多数电源输出都是直流电压，因此，输出电路都带有整流滤波电路。
）具体工作原理如下：在控制开关开通期间on t ，电源向储能电感L 充电，电流从电源正极流出，流经储能电感L ，经负载R 流回电源负极。
()()i L o U u t u t =+ 得出()L i o u t U U =-··(1) 在控制开关关断期间off t ，储能电感L 将释放电能，流过储能电感L 的电流L i 从电感L 的正极流出，通过负载R ，再经过续流二极管VD 的正极，然后从续流二极管VD 的负极流出，最后回到储能电感L 的负极。
回路电压方程为：0()()L o u t u t =+ 得出：()L o u t U =- (2)（1）当开关导通时间on t 内，续流二极管因反偏二截止，电容开始充电，直流电压源i U 通过电感L 向负载R 传递能量。
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。
直流降压斩波电路课程设计创新
直流降压斩波电路课程设计创新直流降压斩波电路是电子工程领域中的一种关键电路，用于将高电压的直流信号降低至更低的电压水平。
在电子设备和系统设计中，直流降压斩波电路具有重要的应用价值。
本文将探讨这一电路的原理、设计和创新。
一、原理理解直流降压斩波电路主要由变压器、整流电路和滤波电路组成。
其基本原理是先通过变压器将输入的高电压信号转换为相应的低电压信号，然后使用整流电路将交流信号转换为直流信号，最后通过滤波电路去除直流信号中的脉动部分，使输出信号更加平稳。
二、设计过程1. 需求分析：需要明确设计的目的和要求，包括输出电压水平、负载要求等。
还要考虑设计的成本、效率和可靠性等因素。
2. 变压器设计：在直流降压斩波电路中，变压器的作用是将输入电压转换为所需的输出电压。
需要根据输入输出电压比例和功率要求来选择合适的变压器。
3. 整流电路设计：直流降压斩波电路一般采用整流桥式电路进行整流，可以实现将交流信号转换为直流信号的功能。
在整流电路设计中，需要考虑到电流和电压的损失、纹波和效率等因素。
4. 滤波电路设计：滤波电路用于去除直流信号中的脉动部分，使输出信号更加稳定。
在滤波电路设计中，可以采用电容滤波、电感滤波或者二者的组合。
需要根据输出电压水平和负载要求来选择合适的滤波电路。
5. 控制电路设计：为了实现稳定的输出电压，可以引入反馈控制电路。
通过对输出电压进行采样，然后与参考值进行比较，调节电路中的元件来控制输出电压的稳定性和精度。
三、创新点探索在直流降压斩波电路的设计中，可以通过以下几个方面进行创新。
1. 高效率设计：可以采用先进的半导体器件，如功率MOSFET或IGBT，以提高电路的效率。
还可以优化电路拓扑结构和参数选择，以减小功率损耗和提高能量转换效率。
2. 小型化设计：利用大功率集成电路、有源滤波和高频变压器等技术，可以实现直流降压斩波电路的小型化设计。
这在一些对体积要求较高的应用场景中具有重要意义。
3. 多功能设计：在满足基本需求的可以引入一些附加功能。
降压斩波电路-课程设计
电力电子技术课程设计题目降压斩波电路设计姓名 : __ _______所在学院 :_ ___ _______所学专业 :_ __ __班级 _ __ ________学号 ___ ______指导教师 : ___ _______完成时间 :__ __ ___(一设计任务书题目五降压斩波电路(Buck Chopper的设计通过对降压斩波电路的设计,掌握其工作原理,运用所学知识,进行降压斩波电路和系统的设计。
了解与熟悉降压斩波电路拓扑,控制方法。
理解和掌握降压斩波电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握器件的选择计算方法。
使设计出的电路在条件(1直流电压E=50v, R=20Ω,L 、 C 值极大, Em=30v, (2 直流电压E=50V, R=20Ω,L=1Mh,C值极大,使电路在此两种条件下在改变占空比的情况下驱动相应的直流电动机运转。
(二课程设计的总体要求1. (1熟悉降压斩波电路的基本原理,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,画出电路图,分析电路原理。
(4按时参加课程设计指导,定期汇报课程设计进展情况。
(5广泛收集相关技术资料。
(6独立思考,刻苦钻研,严禁抄袭。
(7按时完成课程设计任务,认真、正确的书写课程设计报告。
(8培养实事求是、科学严谨的工作态度和认真的工作作风。
2. 设计要求(1理论设计:了解掌握降压斩波电路的工作原理,设计降压斩波电路的主电路的工作原理,设计降压斩波电路的主电路和控制电路,包括:① IGBT额定电流、电压的选择②驱动电路、保护电路的设计。
③各元器件参数的选择。
(2完成设计任务书的内容。
目录一、引言 (4)三、最优参数选择 ....................................... 10 3.1 整流电路部分 .....................................10 3. 2斩波主电路部分 .. (10)四、生成总的电路图 ..................................................12 4.1 总原理图 .....................................................12 4.2 此电路的主要功能 (13)五、保护电路 ........................................................13 5.1 整流桥电路部分 ...............................................13 5.2 驱动电路部分 . (13)六、心得体会 (13)七、参考文献 ........................................................14 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。
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(一) 设计任务书题目五降压斩波电路（Buck Chopper）的设计通过对降压斩波电路的设计，掌握其工作原理，运用所学知识，进行降压斩波电路和系统的设计。
了解与熟悉降压斩波电路拓扑，控制方法。
理解和掌握降压斩波电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握器件的选择计算方法。
使设计出的电路在条件（1）直流电压E=50v，R=20Ω,L、C值极大，Em=30v，（2）直流电压E=50V，R=20Ω,L=1Mh,C值极大，使电路在此两种条件下在改变占空比的情况下驱动相应的直流电动机运转。
(二) 课程设计的总体要求1.（1）熟悉降压斩波电路的基本原理，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，画出电路图，分析电路原理。
（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。
（5）广泛收集相关技术资料。
（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（7）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。
（8）培养实事求是、科学严谨的工作态度和认真的工作作风。
2.设计要求（1）理论设计：了解掌握降压斩波电路的工作原理，设计降压斩波电路的主电路的工作原理，设计降压斩波电路的主电路和控制电路，包括：① IGBT额定电流、电压的选择②驱动电路、保护电路的设计。
③各元器件参数的选择。
（2）完成设计任务书的内容。
目录一、引言 (4)二、分电路的原理及选择 (5)2.1 降压斩波电路工作原理 (5)2.1.1 降压斩波电路（Buck Chopper） (5)2.1.2 IGBT驱动电路选择 (5)2.2 整流电路 (6)2.3 斩波信号产生电路 (7)2.3.1由分立元件组成的驱动电路 (7)2.3.2集成驱动电路 (8)三、最优参数选择 (10)3.1 整流电路部分 (10)3.2斩波主电路部分 (10)四、生成总的电路图 (12)4.1 总原理图 (12)4.2 此电路的主要功能 (13)五、保护电路 (13)5.1 整流桥电路部分 (13)5.2 驱动电路部分 (13)六、心得体会 (13)七、参考文献 (14)单相、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。
DC chopper as DC into another fixed voltage DC voltage or adjustable in DC converter, and DC - regenerative power transmission system, charging circuit, switch power, power electronics device and all sorts of electrical equipment transformation in ordinary application. Then appeared such as step-down chopper, booster chopper, lift pressure chopper composite chopper, etc.. the commutation circuit DC chopper technology has been widely used in switching power supply and DC driver, make its smooth acceleration control, and obtain the fast response, managing electric energy effect. All-controlling power electronics device IGBT in traction power transmission and transformation of power transmission and active filter etc widely application.一、引言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。
R Em 二、分电路的原理及选择2.1 降压斩波电路工作原理2.1.1降压斩波电路（Buck Chopper ）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)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。
负载电流平均值为(1-2) （2）电流断续时，负载电压uo 平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。
斩波电路有三种控制方式：脉冲宽度调制（PWM ）：保持开关周期T 不变，调节开关导通时间ton ， 频率调制：保持开关导通时间ton 不变，改变开关周期T 。
混合型：ton 和T 都可调，使占空比改变。
2.1.2 IGBT 驱动电路选择IGBT 的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。
门极电路的正偏压uGS 、负偏压-uGS 和门极电阻RG 的大小，对IGBT 的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力及E E T t E t t t U on off on on o α==+=RE U I m o o -=du/dt电流等参数有不同程度的影响。
其中门极正电压uGS的变化对IGBT的开通特性，负载短路能力和duGS/dt电流有较大的影响，而门极负偏压对关断特性的影响较大。
同时，门极电路设计中也必须注意开通特性，负载短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。
根据上述分析，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uGS有足够陡峭的前、后沿，使IGBT的开关损耗尽量小。
另外，IGBT开通后，门极驱动源应提供足够的功率，使IGBT不至退出饱和而损坏。
(3)门极电路中的正偏压应为+12～+15V；负偏压应为-2V～-10V。
(4)IGBT 驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响，RG较大，有利于抑制IGBT 的电流上升率及电压上升率，但会增加IGBT 的开关时间和开关损耗；RG较小，会引起电流上升率增大，使IGBT 误导通或损坏。
RG的具体数据与驱动电路的结构及IGBT 的容量有关，一般在几欧～几十欧，小容量的IGBT 其RG值较大。
(5)驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对IGBT 的自保护功能。
IGBT 的控制、驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配，另外，在未采取适当的防静电措施情况下，IGBT 的G～E极之间不能为开路。
IGBT驱动电路分类驱动电路分为：分立插脚式元件的驱动电路；光耦驱动电路；厚膜驱动电路；专用集成块驱动电路。
本文设计的电路采用的是专用集成块驱动电路。
IGBT驱动电路分析随着微处理技术的发展(包括处理器、系统结构和存储器件)，数字信号处理器以其优越的性能在交流调速、运动控制领域得到了广泛的应用。
一般数字信号处理器构成的控制系统， IGBT驱动信号由处理器集成的PWM模块产生的。
而PWM接口驱动能力及其与IGBT的接口电路的设计直接影响到系统工作的可靠性。
因此本文采用EXB841设计出了一种可靠的IGBT驱动方案。
本文将在斩波信号产生电路一节将分立元件组成的驱动电路和集成驱动电路做一下简单的比较，以此来说明集成驱动电路的优越性。
2.2 整流电路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. 对整流出来的电压进行傅里叶变换得2444cos2cos46...31535out inv t t tωωωππππ⎛⎫=---⎪⎝⎭，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RC滤波器,因为电容滤波的直流输出电压Uo与变压器副边电压U2的比值比较大，而且适用在小电流、整流管的冲击电流比较大的电路中。
因此本电路选用电容滤波.因为本电路要求有稳定的输出因此还需用到稳压二极管进行稳压。
整流电路的原理图如图3所示：V 1V 3V 2V 4C 1R U ~V zU IGBT图3 整流电路图输入端接220V 、50Hz 的市电，进过变压器T1（原线圈/副线圈为4/1）后输出55V 、50Hz 。
当同名端为正时D2、D5导通，D3、D4截止，电压上正下负。
当同名端为负时D2、D5截止，D3、D4导通，电压同样是上正下负，从而实现整流。
电感具有电流不能突变，通直流阻交流特性，因此串联一个电感可以提高直流电压品质。
而电容具有电压不能突变，通交流阻直流特性，因此并联一个大电容可以滤除杂波，减小纹波。
结合两种元器件的特性，组成上图整流电路，可以得到比较理想的直流电压（幅值为50V 左右）。
2.3 斩波信号产生电路此电路主要用来驱动IGBT 斩波。
同其他的电力电子器件一样，由分立元件组成的IGBT 驱动电路也存在着可靠性问题。
为此，目前已经研制出多种专用的IGBT 集成驱动电路。
这些集成块速度快，为了提高安全性，内部设有保护电路。