降压式直流斩波电路
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。
第三章 直流斩波电路
u1正半周：V1导通输出电压，V1关断时，V3 续流；
u1负半周：V2导通；V2关断 时，V4续流。 可通过改变占空比α调节输出电压的大小。
通过谐波分析可知，电源电流中不含有低次 谐波，只含有和开关周期T成反比的高次谐波， 这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除。电路的 功率因数接近1。
4．1．2 三相交流调压电路
这种电路常用于电炉的温度控制等时间常数很 大的负载中，以周期为单位进行控制足够了。 当晶闸管导通时刻是正弦波的起始点时，在电 源电压接通期间，负载电压是正弦波，没有谐 波污染。
4．2．2 交流电力电子开关
把反并联的晶闸管串入交流电路中起 接通和断开电路的作用，这就是交流电力 电子开关。其作用是代替电路中的机械开 关。
以交流电的周期（2π）为单位来控 制晶闸管的通断，从而调节输出平均功率 的电路，称为交流调功电路。
设控制周期为M，晶闸管在前N个周期导通， 后M-N个周期关断。
当M=3、N=2时的电路波形如图4-13所示。
调功电路和调压电路的电路形式完全相同，只 是控制方式不同。因其直接调节对象是电路的 平均输出功率，所以被称作交流调功电路。
1）T不变，调节ton，称为脉冲宽度调制，简称PWM； 2） ton不变，改变T，称为频率调制或调频型； 3） ton和T 都调节，称为混合型。 其中第一种方式使用最多。
3．1．2 升压斩波电路
1、工作原理：
当V导通时，E向L补充电能，充电电流为I1，C向负载R 供电，u0基本恒定。 当V阻断时，E和L共同向C充电，并向负载提供能量。
S U1I 0 U1 2
α的移项范围为0°——180°。
2、阻感负载
若把α=0点仍定在电源电压的零点，显然， 阻感负载下稳态时α的移项范围应为 φ<=α<=π。其中负载的阻抗角为φ，负载电 流应滞后于电源电压u1φ角度。在用晶闸管控制 时，很显然只能进行滞后控制，使负载电流更为 滞后，而无法使其超前。
斩波电路
图6-1 直流变换系统的结构图
第一节 降压式斩波变换电路
一、基本斩波器的工作原理
降压式斩波电路的输出电压平均 值低于输入直流电压Ud 。
最基本的降压式斩波电路如图6-2 所示：Q为斩波开关，是斩波电路 中的关键功率器件，它可用普通 型晶闸管、可关断晶闸管GTO或者 其它自关断器件来实现。
Q交替通断，在负载上就可得到方 波电压。
图6-10 升压式斩波电路的电压与电流波形
6.2 升压式斩波电路
I O max
T UO 0.074 L
ILB和Io可用它们的最大值表示：
I LB 4k (1 k ) I LB max
IO
27 k (1 k ) 2 I O max 4
如果负载电流平均值降到低于Io，那么电流将由连续导 通变为不连续导通的工作模式。
6.2 升压式斩波电路
三、电流不连续导通的工作模式
第六章 直流斩波变换电路
直流斩波电路：将一个固定的直流电压变换成大小可变的直 流电压的电路。也称之为直流变换电路。 直流斩波技术的应用：被广泛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图6-1所示:
6.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ降压式斩波变换电路
四、输出电压纹波 斩波电路的输出端所接电容不可能无穷大，输出电压含 有脉动成分，如图6-8波形所示。在连续导通工作模式中， 假定iL中的谐波分量通过电容器短路，其直流分量流过负 载电阻。图中阴影部分表示由电容C存贮并释放的电荷 ΔQ。 Q 1 1 I L T I L . T 纹波电压的峰－峰值ΔUO： U O
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。
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。
降压式直流斩波电路
实验一降压式直流斩波电路（Buck）一、原理图在控制开关VT导通ton期间，二极管VD反偏，电源E通过电感L向负载R供电，此间iL增加，电感L的储能也增加，导致在电感两端有一个正向电压Ul=E-u0，左正右负，这个电压引起电感电流iL的线性增加。
2)在控制开关VT关断toff期间，电感产生感应电势，左负右正，使续流二极管VD导通，电流iL经二极管VD续流，uL=-u0，电感L向负载R供电，电感的储能逐步消耗在R上，电流iL线性下降，如此周而复始周期变化。
如图1-1。
图1-1 电路图二、建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2 仿真电路图（截图）仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间10，如图1-3。
图1-3 （截图）电源参数，电压100v，如图1-4。
图1-4 （截图）晶闸管参数，如图1-5。
图1-5 （截图）电感参数，如图1-6。
图1-6 （截图）电阻参数，如图1-7。
图1-7 （截图）二极管参数设置，如图1-8。
图1-8 （截图）电容参数设置，如图1-9。
图1-9 （截图）三、仿真参数设置设置触发脉冲占空比α分别为20%、50%、70%、90%。
与其产生的相应波形分别如图1-10图1-11图1-12图1-13。
在波形图中第一列波为输出电压波形，第二列波为输入电压波形。
图1-10 α=20%（截图）图1-11 α=50%（截图）图1-12 α=70%（截图）图1-13 α=90%（截图）四、小结（1）在降压式直流斩波电路（Buck）中，电感和电容值设置要稍微大一点。
（2）注意VT的导通和关断时间，电容的充放电规律和电感的作用。
（3）输出电压计算公式：U0=DE。
实验二升压式直流斩波电路（Boost）一、工作原理1）当控制开关VT导通时，电源E向串联在回路中的L充电储能，电感电压uL左正右负；而负载电压u0上正下负，此时在R与L之间的续流二极管VD 被反偏，VD截至。
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。
直流降压斩波电路仿真原理
直流降压斩波电路仿真原理直流降压斩波电路，是一种用电容和二极管构成的电路，被广泛应用于电子设备的电源供给和其他领域。
在该电路中，通过将直流电源与电容器串联，形成一个电压共享点，利用二极管的单向导电性质，使得电容器能够在一定时间内对直流电源进行充电，然后，在电容器充电到一定程度后，通过二极管的导通作用，将电容器内的电子释放到负载电路中，实现一个脉冲电流输出。
这样，就实现了对直流电源电压的降低，同时也消除了信号中的高频干扰。
斩波电路的概念是指将输入的信号转换为另一种形式的信号，并通过转换完成对电路信号的调制。
直流降压斩波电路的仿真原理，是利用数学模型来模拟电路的操作，以验证电路的设计和性能，并帮助设计者在电路实际制造之前进行各种模拟和测试。
仿真可以通过软件进行，这些软件通常提供电路的建模和仿真功能，包括参数设置、调试和性能评估等。
直流降压斩波电路的仿真通常需要考虑的因素包括：1. 电容和二极管的参数：电容的容量和漏电电阻以及二极管的导通电压和承受电流等参数。
2. 输入电压：直流电源的电压值和波形。
3. 负载电路的参数：负载电阻、电感、电容等参数。
4. 斩波电路的拓扑结构：斩波电路不同的连接方式会影响电路的性能，需要进行详细的仿真和分析。
具体的仿真步骤如下：1. 选择合适的仿真软件和建立仿真模型。
2. 设定电路元器件参数，输入电压和负载电路参数等。
3. 运行仿真程序，观察电路输出的波形，用数据分析工具对电路进行评估和分析。
4. 如有需要，通过更改参数或修改电路拓扑结构等方式，进行更加准确的仿真和设计。
5. 根据仿真结果，对电路进行优化和优化，最终设计出符合实际需求的电路。
直流降压斩波电路的仿真原理，是实现电路设计和性能测试的重要方法。
通过仿真分析，可以有效地优化电路性能，提高其可靠性和稳定性，为电子产品的生产和使用提供可靠保障。
直流降压斩波电路在电子产品中被广泛应用，主要用于将高压直流电转换为较小的直流电。
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。
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。
(完整版)BUCK和BOOST电路
直流BUCK和BOOST斩波电路一、BUCK电路降压斩波电路(Buck Chopper)Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
负载电压的平均值为：Uo=tontUi=on Ui=aUiton+toffT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(α=ton/T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比α，则UO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。
工作原理为:当在ton状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。
当toff状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。
所以是一个递减的电压。
所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。
+U iC E+L1U D-C1+R Uo-U GEU DU OtonTU itoffttt V GD-(a)电路图(b)波形图（实验结果）图1降压斩波电路的原理图及波形二、BOOST电路开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)UiI1ton=(UO-Ui) I1toffUo =ton+tofftoffUi=TUitoff上式中的T/toff≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
工作原理当开关S在位置a时，如图2(a)所示电流iL流过电感线圈L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。
此时，电容C放电，R上流过电流Io，R两端为输出电压V o，极性上正下负。
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
U oIo
I1
t on T
Io Io
• 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：
1 t on Io i1 d t T 0
tx
0
t tx U Em E i 2 d t on m o T R R
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。
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。
直流降压斩波电路原理(一)
直流降压斩波电路原理(一)直流降压斩波电路什么是直流降压斩波电路？直流降压斩波电路是一种常用于电源供电的电路，用于将高电压直流电源降压为所需的稳定低电压。
它还能提供稳定的输出电压，并过滤掉电源中的脉动电压。
直流降压电路的基本原理直流降压电路的核心是稳压器电路，它通过采用电阻、电容、二极管和三极管等元件，使输入电压经过降压后保持在一个稳定的输出电压。
1. 反馈稳压电路反馈稳压电路是直流降压电路中常用的一种。
它利用负反馈原理，通过对输出电压进行检测，并根据检测结果对输入电压进行调整，使输出电压稳定在设定值。
2. 串联稳压电路串联稳压电路是另一种常见的直流降压电路。
它通过串联一个稳压二极管和一个限流电阻，将多余的电压转化为热能释放，从而实现降压的效果。
直流降压斩波电路的工作原理1. 整流直流降压斩波电路的第一步是进行整流，将输入的交流电转化为直流电。
这一步通常通过使用二极管来完成，二极管只允许电流沿一个方向流动，将负半周的电流截断，从而得到单向传导的电流。
2. 滤波在整流后的电路中，仍然存在着脉动电压，为了去除这些脉动，需要进行滤波处理。
滤波电路通常由电容器和电阻器组成，电容器能够储存电荷并释放，从而平滑输出电压。
3. 降压稳压经过滤波后的电路中，输出电压已经相对平稳，但仍然可能高于所需的目标电压。
这时需要采用稳压电路来将电压降到合适的范围。
稳压器电路可以根据负载和输入电压的变化调整输出电压，使其保持在稳定的水平。
总结直流降压斩波电路是一种能够将高电压直流电源降压为所需的低电压的电路。
通过整流、滤波和稳压等步骤，可以得到稳定的输出电压。
了解直流降压斩波电路的原理对于电源设计和修复非常重要，希望本文能对读者有所帮助。
直流降压斩波电路的应用1. 电子设备供电直流降压斩波电路广泛应用于各种电子设备的供电中。
通过将高电压直流电源降压为适合设备工作的低电压，可以保证设备的正常运行。
2. 可再生能源系统在可再生能源系统中，如太阳能发电系统和风力发电系统，经过整流后的电流往往还存在较大的脉动。
直流斩波电路工作原理分析
直流斩波电路工作原理分析直流斩波电路的主要是实现直流电能的变换，对直流电的电压或电流进行控制。
按照输入电压与输出电压之间的关系，可以分为六种不同的形式，分别为降压斩波电路（BUCK ）、升压斩波电路（BOOST ）、升降压斩波电路（BUCK-BOOST ）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。
下面分别对它们的工作原理进行简单的介绍。
一．降压斩波电路降压斩波（BUCK ）电路的拓扑结构图如1-1所示。
U io图1-1 BUCK 电路拓扑结构分析在开关器件导通和关断时，电路的动态工作过程。
图1-1中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。
在续流过程中，根据电感中的电流的不同分为，电感电流连续（CCM ）和断续（DCM ）两种情况。
由此可以得到降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示。
U ioa) S 导通时等效电路oCob) S 关断，i L ≠0时等效电路c) S 关断，i L =0时等效电路图1-2 BUCK 电路动态工作过程在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。
u Su Li Li La) 电感电流连续时波形b) 电感电流断续时波形图1-3 BUCK 电路的工作原理图由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有()(1)0i o o U U D U D ---= （1-1）化简可得o i U DU = （1-2）b) 电感电流断续时，有1()0i o o U U D U --∆= （1-3）化简可得1o i DU U D =+∆ （1-4） 由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。
二．升压斩波电路升压斩波（BOOST ）电路的拓扑结构如图2-1所示。
U iLo图2-1 BOOST 电路拓扑结构在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示。
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。
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实验一降压式直流斩波电路（BUCk ）
、原理图
在控制开关VT 导通ton 期间，二极管VD 反偏，电源E 通过电感L 向负载 R 供电，此间iL 增加，电感L 的储能也增加，导致在电感两端有一个正向电压 UI=E-U0 ,左正右负，这个电压引起电感电流iL 的线性增加。
2）在控制开关VT 关断toff 期间，电感产生感应电势，左负右正，使续流二 极管VD 导通，电流iL 经二极管VD 续流，UL=-Uo ,电感L 向负载R 供电，电 感的储能逐步消耗在R 上，电流iL 线性下降，如此周而复始周期变化。
如图1-1。
iD
VDZ^
c
=∏ RUO
图1-1 电路图
、建立仿真模型
根据原理图用matalb 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2
仿真参数，算法（solver ） ode15s,相对误差（relativetolerance ） 1e-3,开始
时间0结束时间10，如图1-3
IGBT
iL
"I ■
图1-2 仿真电路图（截图）
□C
>s⅞r
pc⅛h⅛i -rgM ∣
€ 3El ：■
√Σ
COr J iti∩⅞a ∣0υd □
图1-3 （截图）
电源参数，电压100v,如图1-4。
⅝⅛BICKk Parameters： OC VOIt⅛ge SOUrCe LE
DC Vo∙⅛ge SCiuIee Inwat) Iiinkl
Id&al DC ⅛⅞Aag& sewree.
PlMaff⅛e⅝ers
Amphude(V):
Mflβs⅛ement¾ N i Crte
图1-4 （截图）
晶闸管参数，如图1-5
图1-5 （截图）
电感参数，如图1-6
图1-6 （截
图）
电阻参数，如图1-7
图1-7 （截图）二极管参数设置，如图1- 8。
• ⅛ock PaWnM we EMOdff
lF⅛ctor⅛rtι. «<fod* n>p4H*H ⅛⅝⅛h « MaH RC ⅞ru⅛tw ⅞a∣⅞⅜tf
価5⅞f ⅛>* Dκxlr IMaM kM： -Ml rw∏d 4VIH⅛∣∏C4 ROnI Wld 2JgrC审丄呦Fctf rn<Hf ⅛ap⅛W⅛ Z <*∙∙M∣
i⅛fcc*∙⅝f 阳⅞ha^d b⅛ W B⅛Sw>
Thr DKMiB VTlPe4VK«■ FIiWliie m f□t*-ι∣dr⅛ q sκ>dc,
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F≤w⅛⅛κJ v⅞⅛Bφt VT M
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⅜nubto∣FeW4«n» Rl IOiWel
WD 1
SnUbter C4CMC<4Me Cs 桂］
2‰9
SM* ffleecMW⅞rtf PCat
⅞^⅛ __ .O∏Ed J _ ⅞Htfe
图1-8 （截图）
电容参数设置，如图1-9。
图1-9 （截图）
三、仿真参数设置
设置触发脉冲占空比α分别为20%、50%、70%、90%。
与其产生的相应波形分别如图1-10图1-11图1-12图1-13。
在波形图中第一列波为输出电压波形，第二列波为输入电压波形。
99i 5 p ,,, .. .. ,： .....B
∙
,, .....
. ,∙b . ”・・・・〉・・
・
'
B
:
Zlq I i I I
3.J 16 3.8 4
4.2 44
图 1-11 α=50%（截图）
电頰电压
101 OQ 5 100 99l5 99 3.6 3 61
3Z2
3.63 3.64 3.65 3.66 3.67 3.6θ 3.69 37
图 1-10 α =20% （截图）
负氮电压
电晅电圧
100
3L 4 3,& 3. B 4 4.2 44 J6 J8 5
图1-12 α=70%（截图）
电源电压
101p∙
10Q.5 L-
IOO -
99.5 -■
负籁电压
电源电压
101
「•
100.5-■
100 -
99.5 -■
93-
36
3.61 3.62 363 3.64 3.65 3.66 3.67 3.6«
图1-13 α=90% （截
图）
四、小结
(1) 在降压式直流斩波电路(BUCk)中，电感和电容值设置要稍微大一点
(2) 注意VT的导通和关断时间，电容的充放电规律和电感的作用。
(3) 输出电压计算公式：UO=DE。
实验二升压式直流斩波电路(BOOSt)
一、工作原理
1）当控制开关VT导通时，电源E向串联在回路中的L充电储能，电感电压UL 左正右负；而负载电压Uo上正下负，此时在R与L之间的续流二极管 VD 被反偏，VD截至。
由于电感L的恒流作用，此充电电流基本为恒定值11，另外, VD截至时C 向负载R放电，由于正常工作时，C已经被放电，且C容量很大，所以负载电压基本保持为一定值，记为U0,假定VT的导通时间前我ton,则此阶段电感L上的储能可以表示为EIItoff。
2）在控制开关VT关断时，储能电感两端电势极性变成左负右正，续流二极管转为正偏，储能电感与电源叠加共同向电容充电，向负载提供能量。
如果
VT的关断时间为toff，则此段时间内电感释放的能量可以表示为（U0-E）Iltoff。
如图2-1。
VD
」fvτ
UO
图2-1 电路图
二、电路建模
利用SimUlink软件对升压式直流斩波电路（Boost）进行仿真，如图2-2
图2-2 仿真电路图(截图)
三、仿真参数设置
仿真参数，算法(solver) ode15s,相对误差(relativetolerance) 1e-3, 开始时间0结束时间10,如图1-3。
电源参数，电压100v,如图1-4。
晶闸管参数，如图1-5。
电感参数，如图1-6。
电阻参数，如图1-7。
二极管参数设置，如图1- 8。
电容参数设置，如图1-9。
三、仿真参数设置
设置触发脉冲占空比α分别为20%、50%、70%、80%。
与其产生的相应波形分别如图2-3图2-4图2-5图2-6。
在波形图中第一列波为输出电压波形，第二列波为输入电压波形。
负载电压
电源电压
101 r............................... . ...........
100.5
IaO
99.5
册_______ I _____ I___ I______ I ___ I ______ I _____ I _____ I____ I_____ I
9.3 9.32 9.34 9.3t 9.39 34 日,42 S.44 S.4C 3幅S.5
图2-3 α =20% （截图）
员秋电压
,电源电压
IOln ........ : ...... : ...... : ...... ...... ..... ....... :................. :
100.5 . ..... = ..... '■.... '= .... - ........ : .... --...... : ...... ■-- - •;..... =
Iao------- = ------ i ------ = ------ = ------ = ----- = ------- i ------ = ------ i ----- ≡
⅛9.5 —. :...... :,.. , .... : ....... ............ : ... :..... 八*. ...... :
991----- 1----- 1----- 1----- 1----- 1 ---- 1----- 1----- i----- 1 ---- i
13 931 3.32 933 9 34 935 9 3C i37 3.36 3.3394
图2-4 α=50%（截图）
员斬电压
图2-5 α=70% （截
图）
员威电压
电源电压
101 r.............. . .............. . ........ .. r,,
100.5
Io
o
99.5
勺9 ____ I _____ I _____ I _____ I _____ I ____ I______ I ____ I _____ I _____ I S3 3.^1 9.32 9.33 9.34 ft 35 9.3G 9 37 9.33 &39 S.4
图2-6 α=80% （截
图）
四、小结
(1)在升压式直流斩波电路(Boost)中，电感和电容值设置要稍微小一点
2)注意 VT 的导通和关断时间，电容的充放电规律和电感的作用。
(3)输出电压计算公式：Uo=( 1/® EO
11。