半桥型开关稳压电源的性能研究
电力电子技术实验实验二十五 半桥型开关稳压电源性能研究
uAB
uCo
Uo/V
7、观察负载电阻为10Ω、 100Ω输出电压uo中纹波， 记录uo波形和Uo的值。
电阻
10Ω 100Ω
Uo波形
Uo/V
名称
u①
u②
u③
f①
波形及数据
4 、观察ugS1和ugS2波形、记录ugS1波形、周期T1、脉宽ton1、幅值 UGSM及上升时间t升和下降时间t降。
名称ugs1T1t n1UGSMt升
t降
波形及数据
5、接通主电路电源，观察A、B两端电压波形、记录uAB波形、 周期T、脉宽ton和幅值UABM
一、实验目的
1、掌握开关电源主电路结构和工作原理 2、熟悉PWM控制电路原理和驱动方式
二、要求学生实验前做的工作
1、预习相关理论知识 (1)复习教材中有关内容，理解电路的工作原理。 （2）学习实验指导书中有关电路的内容，掌握电路工作原
理及调试方法。
2、写预习报告 (1)实验的目的 (2)实验线路图 (3)实验仪器与设备 (4)实验内容与步骤 (5)实验注意事项 (6)预习题目的回答
名称 波形及数据
uAB波形
T
ton
UABM
6、按停止按钮，断开主电路电源，去掉A、B间的电阻负载， 并在B、B’两端换接上电容及变压器，整流电路输出(M、0） 接上电阻负载，观察uAB、uCo波形和Uo的数值，断开主电路 电源，去掉电容C，把B、B’短接，观察uAB、uCo的变化。
名称 波形及数据
三、实验设备及仪器
电力电子技术实验单元 灯箱 数字示波器 万用表 频率表
一套 一个 一台 一块 一块
四、实验电路图
五、实验内容
1、熟悉实验装置，找出所用单元板及负载。 2、按图将主电路与控制电路接好，并在主电路输出端A、B 接上电阻负载。检查无误后，方可进行实验。
实验二半桥型开关稳压电源的性能研究V10版
实验二半桥型开关稳压电源的性能研究V10版引言：随着电子设备在日常生活中的广泛应用，对电源的要求也越来越高。
开关稳压电源由于其高效率、体积小、稳定性好的特点，在各种电子设备中得到了广泛应用。
本实验将研究半桥型开关稳压电源的性能，通过实验来验证其特性。
一、实验目的：1.了解半桥型开关稳压电源的工作原理。
2.掌握半桥型开关稳压电源的基本电路配置。
3.研究半桥型开关稳压电源的默认特性，包括输出电压波动、负载能力等。
4.通过实验对比，分析半桥型开关稳压电源的优缺点。
二、实验原理：半桥型开关稳压电源是一种常用的开关稳压电源形式，其工作原理与其他开关稳压电源基本相同。
其基本电路配置包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。
其中，关键部分包括开关功率器件和脉宽调制电路。
通过脉宽调制技术，根据对输出电压的调节需求，调节开关功率器件的导通时间，控制开关器件开关频率的变化，从而实现对输出电压的稳定控制。
当输出负载发生变化时，脉宽调制电路会相应地调整开关功率器件的导通时间，使得输出电压保持稳定。
三、实验设备与器件：1.半桥型开关稳压电源实验箱2.示波器3.多用表4.直流电压负载电阻5.电容、电感等被测元件四、实验内容与步骤：1.搭建半桥型开关稳压电源的基本电路，包括输入滤波电路、脉宽调制电路、开关功率器件、输出滤波电路等。
2.设置合适的控制信号，调节电源的输出电压和负载电流，观察电源的波动情况。
3.测量并记录不同负载情况下的输出电压和负载电流。
4.使用示波器观察输出电压波形，分析其稳态和动态特性。
5.在实验过程中记录实验数据，并进行分析和讨论。
五、实验结果与数据分析：1.根据实验记录的不同负载情况下的输出电压和负载电流数据，可绘制出半桥型开关稳压电源的输出特性曲线，分析其稳压性能。
2.通过示波器观察输出电压的波形，分析其波动情况，评估电源的质量。
3.分析半桥型开关稳压电源的优缺点，并通过实验数据分析其优化方向。
实验三 半桥型开关稳压电源的性能研究
实验三半桥型开关稳压电源的性能研究一、实验目的(1)熟悉典型开关电源主电路的结构，元器件和工作原理。
(2)了解PWM控制与驱动电路的原理和常用的集成电路。
(3)了解反馈控制对电源稳压性能的影响。
二、实验所需挂件及附件(1)半桥型开关直流稳压电源的电路结构原理和各元器件均已画在DJK19挂箱的面板上，并有相应的输入与输出接口和必要的测试点。
主电路的结构框图如4－7所示，原理线路如图4－8所示：图4－7 线路结构框图1N4007*4(2)逆变电路采用的电力电子器件为美国IR公司生产的全控型电力MOSFET管，其型号为IRFP450,主要参数为：额定电流16A,额定耐压500V，通态电阻0.4Ω。
两只MOSFET管与两只电容C1、C2组成一个逆变桥，在两路PWM信号的控制下实现了逆变，将直流电压变换为脉宽可调的交流电压，并在桥臂两端输出开关频率约为26KHz、占空比可调的矩形脉冲电压。
然后通过降压、整流、滤波后获得可调的直流电源电压输出。
该电源在开环时，它的负载特性较差，只有加入反馈，构成闭环控制后，当外加电源电压或负载变化时，均能自动控制PWM输出信号的占空比，以维持电源的输出直流电压在一定的范围内保持不变，达到了稳压的效果。
(3)控制与驱动电路：控制电路以SG3525为核心构成，SG3525为美国Silicon General 公司生产的专用PWM控制集成电路，其内部电路结构及各引脚功能如图4－9所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。
调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。
它适用于各开关电源、斩波器的控制。
详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。
图4-9 SG3525芯片的内部结构与所需的外部元件四、实验内容(1)控制与驱动电路的测试(2)主电路开环特性的测试(3)主电路闭环特性测试五、思考题(1)开关稳压电源的工作原理是什么？有哪些电路结构形式及主要元器件？(2)利用闭环控制达到稳压的原理是什么？(3)半桥型开关稳压电源与常用的由三端稳压块构成的稳压电源相比，有那些特点？(4)全桥型开关稳压电源的电路结构又该如何？与半桥型相比将有哪些特点？(5)为什么在主电路工作时，不能用示波器的双踪探头同时对两只管子栅源之间的波形进行观测？六、实验方法(1)控制与驱动电路的测试①开启DJK19控制电路电源开关；②将SG3525的第一脚与第九脚短接（接通开关K），使系统处于开环状态，并将10 脚接地(将10脚与12脚相接)；③SG3525各引出脚信号的观测：调节PWM脉宽调节电位器，用示波器观测各测试点信号的变化规律，然后调定在一个较典型的位置上，记录各测试点的波形参数（包括波形类型、幅度A、频率f和脉宽t）,并填入下表。
600W半桥型开关稳压电源设计
600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。
从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。
这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。
电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。
半桥型开关稳压电源设计之欧阳音创编
电力电子技术课程设计（论文）题目：240W半桥型开关稳压电路设计摘要本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。
设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录第1章绪论11.1电力电子技术概况11.2本文设计内容2第2章电路设计32.1稳压电源总体设计方案32.2具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计52.2.3驱动电路设计62.2.4保护电路设计72.2.5 整体电路设计82.3元器件型号选择9第3章课程设计总结13参考文献14第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
600W半桥型开关稳压电源设计之欧阳体创编
600W半桥型开关稳压电源设计600W半桥型开关稳压电源设计摘要本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源，从而为负载供电。
电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流12V恒定，最大电流50A。
从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。
关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源；第1章绪论 1.1 电力电子技术概况电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
目前所用的电力电子器件采用半导体制成，故称电力半导体器件。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。
电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。
电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。
这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。
电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的，“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同，只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。
实验九 半桥型开关稳压电源的性能研究
实验七半桥型开关稳压电源的性能研究一实验目的掌握典型开关电源电路的结构、工作原理和元器件，具体有1.主电路的结构和工作原理。
2.PWM控制电路的原理和常用集成电路。
3.驱动电路的原理和典型的电路结构。
二实验设备与仪器1、电力电子变换技术挂箱Ⅲ（DSE04）－DE13单元2、“电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）”或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”— DP01、DP02单元3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器三实验内容1、实验电路的组成：电路原理图见实验图5，其中a为主电路图，图b为控制电路。
实验中主电路主要由交流到直流的整流滤波电路、半桥型逆变电路、再次整流的开关稳压电源（SPS）单元，以及负载组成。
主电路中采用的电力电子器件为美国IR公司生产的电力MOSPET，其型号为IPFP450，其主要参数为：额定电流16A，额定电压15V通态电阻0.4 。
认真预习与本实验相关的教材内容，参考教材和挂箱“电力电子技术挂箱Ⅲ（DE04）”完成本实验的接线。
控制电路以SG3525为核心构成。
SG3525位美国SiliconGeneral公司生产的PWM控制集成电路，它采用恒频脉宽调制控制方案，适合于各种开关电源，斩波器的控制。
SG3525其内部包含精密基准源，锯齿波振荡器，误差放大器，分频器，实现 PWM控制所需基本电路，并含有保护电路。
2、实验操作：熟悉实验设备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，检查输入熔丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。
打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子”。
将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为220V。
将DE13单元的给定电位器逆时针旋转至零，反馈电位器顺时针旋转至最大，经实验指导老师检查无误后，打开总电源开关，依次闭合控制电路、主电路。
缓慢增大给定电压并适当减小反馈量，观测电路中各测试点的波形并做记录。
电力电子技术实验要点
实验一、单相半控桥整流电路实验一、主要内容1.实现控制触发脉冲与晶闸管同步；2.观测单相半控桥在纯阻性负载时u d，u VT波形，测量最大移相范围及输入-输出特性；3.单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围，观察失控现象并讨论解决方案；二、方法和要领1.实现同步：◆从三相交流电源进端取线电压Uuw〔约230v〕到降压变压器〔MCL-35〕,输出单相电压〔约124v〕作为整流输入电压u2；◆在〔MCL-33〕两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列〔共12只〕中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵列〔共6只〕中的两只二极管组成共阴极方式的半控整流桥，保证控制同步，并外接纯阻性负载。
思考：接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？2.半控桥纯阻性负载实验：◆连续改变控制角α，测量并记录电路实际的最大移相范围，用数码相机记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形〔注意：负载电阻不宜过小，确保当输出电压较大时，Id 不超过0.6A〕；思考：如何利用示波器测定移相控制角的大小？◆在最大移相范围内，调节不同的控制量，测量控制角α、输入交流电压u2、控制信号u ct和整流输出Ud的大小，要求不低于8组数据。
3.半控桥阻-感性负载〔串联L=200mH〕实验：◆断开总电源，将负载电感串入负载回路；◆连续改变控制角α，记录α最小、最大和90o时的输出电压u d波形，观察其特点〔Id 不超过0.6A〕；◆固定控制角α在较大值，调节负载电阻由最大逐步减小〔分别到达电流断续、临界连续和连续A值下测量。
注意Id ≤0.6A〕，并记录电流Id波形，观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果；思考：如何在负载回路获取负载电流的波形？◆调整控制角α或负载电阻，使Id≈0.6A，突然断掉两路晶闸管的脉冲信号〔模拟将控制角α快速推到180o〕，制造失控现象，记录失控前后的u d波形，并思考如何判断哪一只晶闸管失控；三、实验报告要求1．实验根本内容〔实验工程名称、条件及实验完成目标〕2．实验条件描述〔主要设备仪器的名称、型号、规格等；小组人员分工：主要操作人、辅助操作人、数据记录人和报告完成人〕3．实验过程描述〔含每个步骤的实验方法、电路原理图、使用仪器名称型号、使用量程等〕；4．实验数据处理〔含原始数据记录单、计算结果及工程特性曲线，〕；5．实验综合评估〔对实验方案、结果进行可信度分析，提出可能的优化改良方案〕；6．思考：◆阐述选择实验面板晶闸管序号构成半控桥的依据。
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半桥型开关稳压电源的性能研究
一．实验目的
熟悉典型开关电源电路的结构，元器件和工作原理，要求主要了解以下内容。
1．主电路的结构和工作原理。
2．PWM控制电路的原理和常用集成电路。
3．驱动电路的原理和典型的电路结构。
二．实验内容
1．SG3525的输出波形观察。
2．半桥电路中各点波形的观察。
三．实验设备及仪器
1．电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。
2．NMCL-16组件。
3．双踪示波器。
4．万用表。
四．实验方法
1．SG3525的调试
将开关S1打向“半桥电源”，分别连接“5”和“6”端，以及“9”端和“10”端，“3”端和“4”端，用示波器分别观察锯齿波输出（“1”端）和A、B两路PWM信号的波形（分别为“5”端和“9”端对地波形），并记录波形，频率和幅值，调节“脉冲宽度调节”电源器，记录其占空比可调范围。
2．断开主电路和控制电路的电源，分别将“PWM波形发生”的“7”、“8”和“半桥型开关稳压电源”的G1、S1端相连，将PWM波形发生的“11”、“12”端和“半桥型开关稳压电源”的G2、S2端相连。
经检查接线无误后，将扭子开关S2打向“ON”，分别观察两个MOSFET 管VT1、VT2的栅极G和源极S间的电压波形，记录波形，周期、脉宽、幅值及上升、下降时间。
3．断开主电路和控制电路的电源，分别将“主电源1”的“1”端、“2”端与“半桥开关稳压电源”的“1”、“2”端相连，然后合上控制电源以及主电源(注意：一定要先加控制信号，后加主电源否则极易烧毁“主电源1”的保险丝)，用示波器分别观察两个MOSFET的栅源电压波形和漏源电压波形，记录波形、周期、脉宽和幅值，特别注意：不能用示波器同时观察两个MOSFET的波形，否则会造成短路，严重损坏实验设备。
4．分别将“半桥型开关稳压电源”的“8”、“10”端相连，“9”、“12”端相连（负载电阻为33Ω），记录输出整流二极管阳极和阴极间的电压波形（“5”和“7”端之间，以及“6”端和“7”端间）记录波形、周期、脉宽以及幅值，观察输出电源电压u0中的波形（“12”端和“10”端间），记录波形、幅值，并观察主电路中变压器T的一次测电压波形（“3”端和“4”端）以及二次测电压波形（“5”端和“9”端间，“6”端和“9”端间），记录波形、周期、脉宽和幅值。
5．断开“9”和“12”之间的连线，
连接“9”和“11”（负载电阻为3Ω），
重复4的实验内容。
特别注意：用示波器同时观察
二个二极管电压波形时，要注意示
波器探头的共地问题，否则会造成
短路，并严重损坏实验装置。
6．断开“PWM 波形发生”的“3”，“4”两点间连线，将“半桥型开关稳压电源”的“13”端连至“半桥型稳压电源”的“2”端，并将“半桥型稳压电源”的“9”端和“PWM 波形发生”的地端相连，调节“脉冲宽度调节”电位器，使“半桥型开关稳压电源”的输出端（“8”和“9”端间）电压为5V ，然后断开“9”，“11”端连线，连接“9”，“12”端（负载电阻改变至33Ω），测量输出电压u 2的值，计算负载调整率
%1005
2
2⨯-=∆U U U
五．注意事项
1．“半桥型开关稳压电源”接好连线后，一定要先加控制信号，然后接通主电源。
2．做闭环稳压实验的时候一定要断开“PWM 波形发生”的“3”，“4”两点之间的连线。
六．实验报告
1．根据记录的变压器一次侧、二次侧波形，计算变压器电压比。
2．分析负载变化对电路工作的影响。
3．分析本实验电路输出稳压的原理。
4．用示波器同时观察VT 1和VT 2的漏源电压波形会生产什么后果？试详细分析。
5．若要同时观察VD1和VD2阳极阴极间的电压波形，示波器的探头应当怎样连接？错误的接法会产生什么后果？试详细分析。
10
图2—10 半桥型开关稳压电源
11。