(完整版)电力电子课程设计直流斩波电路(优秀设计)..
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。
电力电子课程设计--直流降压斩波电路
.湖南工程学院课 程 设 计课程名称 电力电子技术 课题名称 直流降压斩波电路专 业 自 动 化班 级 1201学 号 201201020117姓 名 李慧红指导教师唐勇奇2015年1月3 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：直流降压斩波电路专业班级：自动化1201学生姓名：李慧红学号：201201020117 指导老师：唐勇奇审批：汪超任务书下达日期2014 年12 月24 日设计完成日期2015 年 1 月 3 日目录第1章总体方案 (7)第2章主电路设计 (8)2.1 工作原理 (8)2.2 参数分析 (9)2.3 元件型号选择 (10)第3章控制电路设计 (10)3.1 控制电路方案选择 (10)3.2 工作原理 (12)第4章驱动电路设计 (13)4.1 驱动电路方案选择 (13)4.2 工作原理 (14)第5章保护电路设计 (15)5.1 过压保护电路 (15)5.2 过流保护电路 (17)第6章系统仿真 (18)6. 1 电路总图 (18)6.2MATLAB的仿真结果 (19)6.3 仿真结果分析 (20)第7章课程设计总结 (20)第8章参考文献 (21)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。
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。
电力电子技术课程设计直流升压斩波电路的设计
《电力电子技术》课程设计说明书直流升压斩波电路的设计电力电子课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业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，包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。
直接直流电变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电，一样是指直接将直流电变成另一直流电，这种情形下输入与输出之间不隔离。
间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采纳变压器实现输入输出间的隔离，因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。
直流斩波电路的种类有很多，包括六种大体斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，起落压斩波电路,Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。
斩波电路，利用不同的斩波电路的组合能够组成符合斩波电路，如电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路等。
利用相同结构的大体斩波电路进行组合，可组成多相多重斩波电路。
关键词：直流斩波电路；变压器；升压斩波绪论 (1)1 直流升压斩波电路的设计思想 (2)1.1 直流升压斩波电路原理 (2)1.2 参数计算 (3)2 直流升压斩波电路驱动电路设计 (4)2.1 驱动电路M57962L简介 (4)2.2 驱动电路设计 (4)3 直流升压斩波电路爱惜电路设计 (6)3.1 过电流爱惜电路 (6)3.2 过电压爱惜电路 (6)4 直流升压斩波电路总电路的设计 (7)5 直流升压斩波电路仿真 (8)5.1 仿真模型的选择 (8)5.2 仿真电路图 (8)5.3 仿真结果及分析 (9)设计总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)随着电力电子技术的迅速进展，高压开关稳压电源已被普遍用于运算机、通信、工业加工和航空航天等领域。
所有动力机装置需要一个稳固的电力输送装置，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各类类别直流任务。
(电力电子)课程设计直流斩波电路
直流斩波电路设计方案和方案实施2.1 设计方案选择斩波电路有三种控制方式（1）脉冲宽度调制（PWM ）：开关周期T 不变，改变开关导通时间ton 。
（2）频率调制：开关导通时间ton 不变，改变开关周期T 。
（3）混合型：开关导通时间ton 和开关周期T 都可调，改变占空比。
本次设计采用的是脉宽调制的方法，开关选用全控型器件IGBT ，它集中了电力MOSFET 和GTR 得优点。
2.2 升压斩波电路的设计原理原理图如图3-5所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压o U 为恒值,记为o U 。
设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t EI 1V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为 offOt I E U 1)(- （2-1）稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等化简得： off O ont I E U t EI 11)(-= （2-2）E t TE t t t U offoffoffon O =+=（2-3）1/≥off t T ，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。
也称之为boost chooper变换器。
offt T /——升压比，调节其即可改变o U 。
将升压比的倒数记作β，即Tt off =β。
和导通占空比，有如下关系：1=+βα （2-4）因此，式（2-2）可表示为（2-5）升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：① L 储能之后具有使电压泵升的作用 ② 电容C 可将输出电压保持住2.3 IGBT 驱动电路选择对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GS U 有足够陡峭的前、后沿，使IGBT 的开关损耗尽量小。
电力电子降压斩波电路课程设计报告书
《电力电子技术》课程设计说明书直流降压斩波电路的设计与仿真院、部：电气与信息工程学院学生：贝贝指导教师：胡小娣职称助教专业：电气工程及其自动化班级：电气本1305学号： **********完成时间： 2016年6月工学院《电力电子技术》课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化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。
关键字：直流斩波，降压斩波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.Keywords: DC chopping; Buck chopper绪论 (1)1设计意义及要求 (2)1.1设计意义 (2)2方案设计分析 (3)2.1方案确定 (3)3主电路与控制电路设计 (4)3.1主电路设计 (4)3.2 控制电路设计 (6)4驱动电路与保护电路设计 (9)4.1驱动电路设计 (10)4.2保护电路设计 (11)5通过MATLAB仿真 (14)5.1 MATLAB软件简介 (14)5.2电路仿真 (15)结束语 (18)参考文献 (19)谢辞 (20)附录A 原理图 (21)附录B 系统总图 (22)现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
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课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级: 专业：自动化摘要直流斩波电路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-直流变换器（DC/DC Converter）,直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多：降压斩波电路,升压斩波电路,这两种是最基本电路。
另外还有升降压斩波电路, Cuk斩波电路，Sepic 斩波电路，Zeta斩波电路。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton不变，改变Ts）。
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路，设计分为Multisim 仿真和Protel 两大部分构成。
Multisim 主要是仿真分析，借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWM 控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
第二部分是硬件电路设计，它通过Protel 等软件设计完成。
关键字：直流斩波；PWM；SG3525目录1 直流斩波主电路的设计............................................... 1..1.1 直流斩波电路原理.............................................. 1..1.1.1 直流降压斩波电路........................................ 1..1.2.2 直流升压斩波电路........................................ 2..1.2 主电路的设计.................................................. 3...1.2.1 直流降压斩波电路........................................ 3..1.2.2 直流降压斩波电路参数计数................................ 3..1.2.3 直流升压斩波电路........................................ 4..1.2.4 直流升压斩波参数计算.................................... 4..2 触发电路设计5...2.1 控制及驱动电路设计............................................ 5..2.1.1 PWM 控制芯片SG3525 简介 ............................. 5.2.1.2 SG3525 内部结构及工作特性.............................. 5..2.1.3 触发电路................................................ 6...2.2 系统总电路图.................................................. 7...3 电路仿真8...3.1 触发电路的仿真................................................ 8..3.1.1 Multisim 仿真电路的建立.................................. 8..3.1.2 触发电路的仿真结果及分析................................ 9..3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................................. 1..03.2.1 Multisim 仿真电路的建立................................. 1..03.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 03.3 升压斩波电路仿真1..13.3.1 Multisim 仿真电路的建立1.13.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 24 总结与体会........................................................ 1..3.参考文献....................................................................... 1..4. .1直流斩波主电路的设计1.1直流斩波电路原理1.1.1直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压， 使负载侧电压低于电源电压，其 原理电路如图1-1所示。
电力电子斩波电路课程设计
直流斩波实验直流斩波（DC Chopper）一、综述直流斩波电路的功能是将电压固定的直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，其种类较多，包括六种基本斩波电路：降压斩波、升压斩波、升降压斩波电路、cuk斩波电路，speic斩波电路，zeta斩波电路。
降压斩波电路降压式直流电压变换电路的输出电压平均值低于输入直流电压，该电路又叫Buck电路，主要用于直流可调电源和直流电动机驱动中。
工作原理图及工作原理：当V导通时，E向负载供电，负载电压u0=E，由于大电感L的储能作用，负载电流i0按指数曲线上升，此时续流管VD反向不导通。
当V关断时，大电感L的储能使负载电流i0经二极管VD续流，负载电压u0近似为零，负载电流i0呈指数曲线下降，为了使负载电流连续且脉动小，通常串接L值较大的电感。
一个周期T结束，再驱动V导通，重复周期。
当电路处于稳态时，负载电流在周期的初值与终值相等，负载电压的平均值为：ton ----------------V处于通态的时间；toff ----------------V处于断态的时间；T=ton+toff----------开关周期；α--------------------导通占空比。
升压斩波电路升压斩波电路使输出电压高于输入电压，也称为Boost电路。
常用于直流电动机的再生制动，也用做单相功率因数校正电路及其他直流电源中。
工作原理图及工作原理：假设L 、C 值很大。
当V 处于通态时，VD 隔离二极管处于反向阻断状态，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C 向负载R 供电，输出电压U0为恒定值。
当V 处于断态时，VD 导通，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。
电路数量关系：V 通态时间ton ，在此阶段电感L 上积蓄的能量为； V 断态时间toff ，在此期间电感L 上释放的能量为 稳态时 稳态时，积蓄与释放的能量相等即：T/toff 大于1，输出电压高于电源电压，升压斩波电路。
课程设计--直流斩波电路的设计
电力电子技术课程设计说明书题目直流斩波电路的设计学院：电气与信息工程学院前言直流斩波器(DC Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC/DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为DC/DC变换。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式，Ts（周期）不变，改变Ton （通用，Ton为开关每次接通的时间），二是频率调制方式，Ton不变，改变Ts （易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：降压斩波器（Buck Chopper电路），其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。
升压斩波器（Boost Chopper电路），其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同降压或升压斩波器（Buck-Boost Chopper电路）降压或升压斩波器（Cuk Chopper电路）Sepic斩波电路Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。
复合斩波电路——不同基本斩波电路组合多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合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，前者的应用是逐渐萎缩，而后者的应用方兴未艾、欣欣向荣，是电力电子领域的一大热点。
用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。
直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)，同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制造的多种ECI 软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm^3，效率为(80-90)%。
日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为(200-300)kHz，功率密度已达到27W/cm^3，采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管)，是整个电路效率提高到90%。
电力电子课程设计 直流斩波电源
1总体分析与解决方案1.1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，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，其中前两种应用最广泛。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路等，利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。
1.2设计目的及解决方案任务的要求是需要设计一个输出电压在10～200V间连续可调的直流稳压电源，此部分内容由以前所学模拟电路知识可以解决。
然后对降压斩波主电路进行设计，其涉及电力电子原理知识的直流斩波部分。
任务还需要通过PWM方式来控制IGBT的通断，查阅相关资料，需要使用脉宽调制器SG3525来产生PWM控制信号。
电路需要使输出电压10～200V间连续可调，采用电压闭环，将输出电压反馈给控制端，由输出电压与载波信号比较产生PWM信号，达到负反馈稳定控制的目的。
得到电路的原理框图如下：图1 总电路原理框图2直流稳压电源设计2.1 电源设计原理小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，其原理框图如下所示：图2 直流稳压电源原理框图图3 直流稳压波形图电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。
电源变压器的效率为： ，其中：2P 是变压器副边的功率， 1P 是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表1 所示：表1 小型变压器效率因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U3。
直流斩波电路课设..
电力电子技术课程设计说明书直流降压斩波电路的设计院、部：学生姓名：指导教师：职称专业：班级：完成时间：摘要直流降压斩波电路又称为Buck变换器，它对输入电压进行降压变换。
通过控制电路的占空比即通过IGBT来控制降压斩波电路的输出电压。
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。
首先分析了直流斩波主电路（即Buck变换器）的工作原理，计算了电路的电压电流和IGBT承受的正反向电压，按照留有裕量的选型原则，选择了IRG4PC40U型号的IGBT，并对其参数进行了介绍。
利用PWM控制芯片SG3525作为触发电路的核心部件，最后利用MATLAB建立了仿真模型，设置了模型的参数，并进行了仿真。
仿真结果证明了设计的正确性。
关键字：设计；仿真；直流降压斩波；Buck目录1 绪论 (1)1.1 设计的背景与意义 (1)1.2 直流斩波发展现状 (1)1.3 本设计主要内容 (2)2 直流斩波主电路的设计 (3)2.1 设计原始参数 (3)2.2 直流斩波电路原理 (3)2.3 主电路的设计 (4)2.3.1 直流降压斩波电路 (4)2.3.2 直流降压斩波电路参数计算 (4)2.3.3 主电路参数分析 (5)3 控制电路设计 (7)3.1 PWM控制芯片SG3525简介及特点 (7)3.2 SG3525内部结构及工作特性 (7)3.3 触发电路 (9)4 仿真调试 (10)4.1 仿真软件的介绍 (10)4.2 仿真模型建立 (10)4.3 仿真结果分析 (12)结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 (18)附录A：元件清单 (18)附录B：主电路CAD图 (19)1 绪论1.1 设计的背景与意义直流斩波主要应用于低压大电流领域，其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。
直流斩波电路的设计课程设计
目录1 选题背景1．1 Buck电路的发展状况、基本原理及应用 (1)1．2基本设计任务 (1)1.2.1 基本要求 (1)1.2.2 设计步骤 (1)1.2.3设计方法 (2)2 设计方案论证 (2)3 各主要电路及部件工作原理 (2)3.1控制电路 (2)3.1.1 SG3525芯片介绍 (2)3.2驱动电路 (6)3.3降压斩波主电路.........................................................................................4原理总图...............................................................................................................5 元器件清单...........................................................................................................6设计结果与分析...................................................................................................7设计体会及今后的改进意见...............................................................................7.1 体会..........................................................................................................错误!未定义书签。
7.2 本方案特点及存在的问题......................................................................错误!未定义书签。
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。
直流斩波电路课程设计
直流斩波电路课程设计目录第一章方案的选择和电路的整体结构 (1)1.1 方案的选择 (1)1.2 电路的整体结构 (2)第二章主电路的设计 (3)2.1 主电路的原理 (3)第三章驱动电路的设计 (4)3.1 驱动芯片的选择 (4)3.2 驱动芯片的介绍 (5)3.3 驱动电路的设计 (6)第四章控制电路的设计 (6)4.1 控制电路的设计原理 (6)4.2控制电路原理图 (7)第五章保护电路的设计 (8)5.1 IGBT的栅极保护 (8)5.2 IGBT的集电极和发射极的保护 (9)5.3 IGBT的过热保护 (10)第六章结论 (10)心得体会 (11)附录：ATMEGA16设计源程序 (12)参考文献 (14)第一章方案的选择和电路的整体结构1.1 方案的选择1.1.1 主电路的选择本次设计的内容是直流可调电源，目的是实现输出电源的可调节，有以下两种主电路的方案，现对这两种方案进行分析比较。
方案一：桥式全控整流电路桥式全控直流电路采用四个晶闸管桥式连接，通过控制晶闸管的导通时间使得输出的平均电压降低，实现电压可调。
优点：可以直接用市电进行整流调节。
缺点：晶闸管属于半控器件，控制不灵活。
输出电压不稳定，有波动。
输入端与输出端进行隔离。
方案二：直流斩波电路直流斩波电路属于DC-DC变换电路，通过控制电力电子器件IGBT或MOSFET 的通断时间来实现电压大小的可调节。
缺点：不能直接用市电进行设计，需要有恒定的直流电源。
优点：输入端与输出端不用进行隔离，IGBT和MOSFET为全控器件，可以随意的控制其开通或者关断，并且电路结构简单，容易实现。
综上所述，本次设计采用直流斩波电路为设计主电路，并且使用IGBT作为开关器件。
1.1.2 控制电路的选择控制电路的功能是控制电力电子器件IGBT的通断，现有两种主电路的设计方案，现进行比较分析。
方案一：采用UC3842芯片UC3842是一种PWM发生芯片，是一种高性能的固定频率电流型控制器，单端输出单端输出单端输出单端输出可直接驱动可直接驱动可直接驱动可直接驱动IGBT。
电力电子课程设计直流斩波电路优秀设计
课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级：专业：自动化摘要直流斩波电路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-直流变换器（DC/DC Converter），直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多：降压斩波电路，升压斩波电路，这两种是最基本电路。
另外还有升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton不变，改变Ts）。
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路，设计分为Multisim仿真和Protel两大部分构成。
Multisim主要是仿真分析，借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
第二部分是硬件电路设计，它通过Protel等软件设计完成。
SG3525；PWM：直流斩波；关键字目录1 直流斩波主电路的设计 (1)1.1直流斩波电路原理 (1)1.1.1 直流降压斩波电路 (1)直流升压斩波电路1.2.2 (2)主电路的设计1.2 (3)1.2.1 直流降压斩波电路 (3)直流降压斩波电路参数计数1.2.2 (3)直流升压斩波电路1.2.3 (4)直流升压斩波参数计算1.2.4 (4)2 触发电路设计 (5)2.1控制及驱动电路设计 (5)2.1.1 PWM控制芯片SG3525简介 (5)SG3525内部结构及工作特性......................................................... 5 2.1.2触发电路........................................................................................... 62.1.32.2 系统总电路图 (7)3 电路仿真 (8)3.1触发电路的仿真 (8)3.1.1 Multisim仿真电路的建立 (8)触发电路的仿真结果及分析........................................................... 3.1.293.2 直流降压斩波电路的仿真及分析 (10)3.2.1 Multisim仿真电路的建立 (10)3.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析 (10)3.3 升压斩波电路仿真 (11)3.3.1 Multisim仿真电路的建立 (11)3.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析 (12)4 总结与体会 (13)参考文献 (14)1 直流斩波主电路的设计1.1直流斩波电路原理1.1.1直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压，使负载侧电压低于电源电压，其1-1 所示。
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课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级：专业：自动化直流斩波电路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-直流变换器（DC/DC Converter），直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多：降压斩波电路，升压斩波电路，这两种是最基本电路。
另外还有升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton不变，改变Ts）。
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路，设计分为Multisim仿真和Protel两大部分构成。
Multisim主要是仿真分析，借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
第二部分是硬件电路设计，它通过Protel等软件设计完成。
关键字：直流斩波；PWM；SG35251 直流斩波主电路的设计 (1)1.1 直流斩波电路原理 (1)1.1.1 直流降压斩波电路 (1)1.2.2 直流升压斩波电路 (2)1.2 主电路的设计 (3)1.2.1 直流降压斩波电路 (3)1.2.2 直流降压斩波电路参数计数 (3)1.2.3 直流升压斩波电路 (4)1.2.4 直流升压斩波参数计算 (4)2 触发电路设计 (5)2.1 控制及驱动电路设计 (5)2.1.1 PWM控制芯片SG3525简介 (5)2.1.2 SG3525内部结构及工作特性 (5)2.1.3 触发电路 (6)2.2 系统总电路图 (7)3 电路仿真 (8)3.1 触发电路的仿真 (8)3.1.1 Multisim仿真电路的建立 (8)3.1.2 触发电路的仿真结果及分析 (9)3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析 (10)3.2.1 Multisim仿真电路的建立 (10)3.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析 (10)3.3 升压斩波电路仿真 (11)3.3.1 Multisim仿真电路的建立 (11)3.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析 (12)4 总结与体会 (13)参考文献 (14)1 直流斩波主电路的设计1.1 直流斩波电路原理1.1.1 直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压，使负载侧电压低于电源电压，其原理电路如图1-1 所示。
在开关器件V 导通时，有电流经电感L 向负载供电，在V关断时，电感L 释放储能，维持负载电流，电流经负载和二极管VD 形 图1-1 直流降压斩波电路原理图 成回路。
调节开关器件V 的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
负载侧输出电压的平均值为：（1-1）式中T 为V 开关周期,on t 为导通时间，为占空比。
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)。
负载电流平均值为： R E U I m -=00 （1-2）电流断续时，uo 平均值会被抬高，一般不希望出现。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可有三种控制方式: （l ） 保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t ，称为PWM(Pulse Width Madula-tion)或脉冲调宽型。
（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。
E E Tt E t t t U α==+=on off on on o1.2.2 直流升压斩波电路直流升压变流器用于需要提升直流电压的场合，其原理图如图1-2所示。
在电路中V 导通时，电流由E 经升压电感L 和V 形成回路，电感L 储能；当V 关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧 图1-2 直流升压斩波电路原理图 得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断V 导通是，电容的放电回路。
调节开关器件V 的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
负载侧输出电压的平均值为:（1-3）式中T 为V 开关周期,on t 为导通时间，ott t 为关断时间。
升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因:一是L 储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C 可将输出电压保持住。
在以上分析中，认为V 处于通态期间因电容C 的作用使得输出电压Uo 不变，但实际上C 值不可能为无穷大，在此阶段其向负载放电，U 。
必然会有所下降，故实际输出电压会略低于理论所得结果，不过，在电容C 值足够大时，误差很小，基本可以忽略。
E t T E t t t U off off off on o =+=1.2 主电路的设计1.2.1 直流降压斩波电路直流降压斩波主电路图如图1-3所示。
图1-3 直流降压斩波主电路1.2.2 直流降压斩波电路参数计数设计降压斩波电路中，直流降压变压器电源电压E=200V ，负载电阻R=10Ω，试选L=2mH,T=50μS ,t on =25μS 。
根据判断电流断续的条件： 11-->ee m ραρ（1-4） R L =τ=0.0002，τρT ==0.1，αρ=0.05 11--e e ραρ=0.487>m （1-5） 所有所选L 符合要求，电流不断续。
全控型器件选择Silicon N Channel MOS FET 2SK307L ，其主要参数如下：关断频率：f=1MHz t on d )(=60ns （1-6） t off d )(=550ns （1-7） I D =75A （1-8）V VDS 40= （1-9） V VGSS 20= （1-10）2SK307的参数符合设计要求。
理论计算降压后输出结果：V E T t Uon o 100== （1-11） A R U I o o 10== （1-12）1.2.3 直流升压斩波电路直流升压斩波电路主电路图如图1-4所示。
图1-4 直流升压斩波主电路1.2.4 直流升压斩波参数计算设计降升斩波电路中，直流升压变压器电源电压E=50V ，负载电阻R=10Ω，试选L=2mH,T=40μS ,t on =20μS 。
C=30mF 根据判断电流断续的条件：e e m ρβρ---->11 （1-13）其中α+β=1，经计算可知所选元件参数符合要求，在此升压斩波电路中电流不断续。
全控型器件同直流降压斩波电路一样选择Silicon N Channel MOS FET 2SK307L ，参数在此不在赘述。
理论计算升压后输出结果：V E U o 10011=-=α （1-14） V R U I o o 10==（1-15）2 触发电路设计2.1 控制及驱动电路设计2.1.1 PWM 控制芯片SG3525简介SG3525A 系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源的控制性能和使用较少的外部零件。
在芯片上的5.1V 基准电压调定在±1％，误差放大器有一个输入共模电压范围。
它包括基准电压，这样就不需要外接的分压电阻器了。
一个到振荡器的同步输入可以使多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。
在CT 和放电脚之间用单个电阻器连接即可对死区时间进行大范围的编程。
在这些器件内部还有软起动电路，它只需要一个外部的定时电容器。
一只断路脚同时控制软起动电路和输出级。
只要用脉冲关断，通过PWM （脉宽调制）锁存器瞬时切断和具有较长关断命令的软起动再循环。
当VCC 低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。
输出级是推挽式的可以提供超过200mA 的源和漏电流。
SG3525A 系列的NOR （或非）逻辑在断开状态时输出为低。
·工作范围为8.0V 到35V·5.1V ±1.0％调定的基准电压·100Hz 到400KHz 振荡器频率·分立的振荡器同步脚 2.1.2 SG3525内部结构及工作特性（1）基准电压调整器基准电压调整器是输出为5.1V ，50mA ，有短路电流保护的电压调整器。
它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。
若输入电压低于6V 时，可把15、16脚短接，这时5V 电压调整器不起作用。
（2）振荡器3525A 的振荡器，除CT 、RT 端外，增加了放电7、同步端3。
RT 阻值决定了内部恒流值对CT 充电，CT 的放电则由5、7端之间外接的电阻值RD 决定。
把充电和放电回路分开，有利于通过RD 来调节死区的时间，因此是重大改进。
这时3525A 的振荡频率可表为：)R 3R 7.0(C 1f D T T S += （2-1）（3）SG3525的内部结构SG3525的内部结构如图2-1所示。
图2-1 SG3525的引脚以及内部框图在直流降压斩波电路中可以通过调节2脚接的电阻值改变输出脉冲信号的占空比，根据求频率f的公式计算出SG3525外接元件参数如下：C Tμ01.0=（2-2）FR T（2-3）Ω=.7R D（2-4）Ω=102.1.3触发电路MOS FET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。
MOS FET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，MOS FET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MOS FET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SG3525设计的光耦驱动电路是一种可靠的MOS FET驱动方案。
SG3525的光耦驱动电路如图2-2所示。
图2-2 MOS FET触发电路图2.2 系统总电路图系统总的电路图如图2-3所示图2-3 系统总电路图3电路仿真3.1触发电路的仿真3.1.1 Multisim仿真电路的建立在Multisim中用元件PWMVM代替PWM控制芯片SG3525，PWMVM 的外接电路如图3-1所示，根据仿真电路图原理通过改变R7的大小可以改变脉冲占空比，改变脉冲的占空比就是对脉冲的宽度进行调制，即构成脉冲宽度控制器，通过占空比的控制从而控制输出电压的大小。
图3-1 触发电路模拟仿真图3.1.2触发电路的仿真结果及分析在Multisim中对触发电路进行仿真，根据PWMVM控制原理可知，当R7=10KΩ时，占空比为90%，仿真结果如图3-2所示：当R7=50KΩ时，占空比为50%，仿真结果如图3-3所示。