直流斩波电路设计与仿真2
直流斩波电路建模仿真实训报告新颖完整
直流斩波电路建模仿真实训报告新颖完整直流斩波电路是一种常用的电路拓扑，可用于将直流电转换为可调节的脉冲电压输出。
其在电力电子领域有着广泛的应用，例如交流电压变换、电流控制等。
本文将对直流斩波电路进行建模仿真，并详细介绍其原理和性能特点。
一、直流斩波电路的原理直流斩波电路主要由稳压电源、开关器件（如功率MOS管）、电流传感器、电感、电容、负载等组成。
稳压电源提供稳定的直流电压作为输入，开关器件通过控制开关时间和频率来调节输出波形。
电流传感器用于感应电流变化并反馈给控制电路，使控制电路能够根据需要来调整开关器件的导通时间，以达到输出波形的调节目的。
电感和电容则用来平滑输出波形。
直流斩波电路的工作原理是通过开关器件的周期性导通和截止来实现对直流电压的切割，进而产生脉冲电压输出。
当开关器件导通时，输入电压被加到负载上，电流开始增加；而当开关器件截止时，负载上的电流被切断，负载上的电压下降，电流开始减小。
通过改变开关器件的导通和截止时间，可以改变输出脉冲的宽度和频率。
二、直流斩波电路的性能特点1.可调节输出：直流斩波电路能够灵活地调节输出脉冲的宽度和频率，从而实现对输出脉冲电压的精确控制。
2.高效能转换：直流斩波电路能够将输入直流电转换为高频脉冲电压输出，具有高效的能量转换特性，可以提高系统的能量利用率。
3.电压稳定性好：直流斩波电路通过电感和电容来平滑输出波形，从而提高输出电压的稳定性，在脉动和噪声方面有较好的表现。
4.小型化设计：直流斩波电路由于结构简单，元件少，可以实现小型化设计，满足电子设备对体积的要求。
三、直流斩波电路的建模仿真首先，在LTspice中绘制直流斩波电路的原理图，包括稳压电源、开关器件、电流传感器、电感、电容、负载等。
然后，设置元件的参数，例如输入电压、负载电阻、开关器件的导通时间和截止时间等。
接下来，设置仿真的条件，例如仿真时间、步长等。
进行仿真分析时，可以观察直流斩波电路的输出波形，例如输出脉冲的宽度、频率、占空比等。
实验二 实验报告
《电力电子技术基础》实验报告
班姓名学号
同组人
实验二直流斩波电路的性能研究
一、实验目的
二、实验电路
1．降压斩波电路
2．升压斩波电路
三、实验内容
1．PWM性能测试
观察PWM脉宽调制电压（u GE）波形，观察其最大占空比和最小占空比波形，并记录在下表中。
2．降压斩波电路的波形观察及电压测试
改变PWM脉冲占空比，观察并记录PWM信号占空比最大以及最小时，输出电压u o波形、输出电流i o波形，以及u o的平均值U o，并记录在下表中。
3．升压斩波电路的波形观察及电压测试
改变PWM脉冲占空比，观察并记录PWM信号占空比最大以及最小时，输出电压u o波形、输出电流i o波形，以及u o的平均值U o，并记录在下表中。
四、思考题
（1）根据记录的波形，分析并绘制降压斩波电路的U o/U i－ （占空比）关系曲线，与理论分析结果进行比较，并讨论产生差异的原因。
（2）如果斩波电路的负载电阻发生变化，对其输出电压、电流波形有何影响，为什么？。
直流斩波电路的设计与仿真
电力电子技术课程设计报告姓名：学号：班级：指导老师：专业：设计时间：目录绪论 (3)一．降压斩波电路 (6)二．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12)三．D c／D C变换器的设计 (18)四．测试结果 (19)五．直流斩波电路的建模与仿真 (29)六．课设体会与总结 (30)七．参考文献 (31)绪论1. 电力电子技术的内容电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
电有直流(DC)和交流(AC)两大类。
前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。
实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变换。
变换器共有四种类型：交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。
直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。
这是与整流相反的变换，也称为逆变。
当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，称之为无源逆变。
交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。
其中：改变交流电压有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。
直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。
2. 电力电子技术的发展在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。
与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。
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。
直流降压斩波电路仿真报告
直流降压斩波电路仿真报告
一、实验目的和要求
1.熟悉降压斩波电路的工作原理；
2.学会分析和解决实验中出现的问题；
3.熟悉降压斩波电路的组成与其工作特点。
二、实验模型和参数设置
1.
总模型图：
2.参数设置
IGBT：Ron=1e-3,Lon=10e-4,Vf=1,Rs=1e5, Cs=inf.
电源：E=100v.
脉冲发生器：Amplitude=5, period=0.001, Duty cycle=50or80. 负载：R=1Ω
电感：L=10mH,C=10pF
情况一：Duty cycle=50；
情况二：Duty cycle=80；
三、波形记录和实验结果分析
（1）Duty cycle=50时的波形图：
（2）Duty cycle=80时的波形图：
通过图像可以看出来，刚开通时流过功率开关的电流为零，由于电感的阻碍，电流逐渐上升，当IGBT关闭时，流过其电流为零，其两端电压为电源电压。
此时负载依靠电感上的电能继续有电流通过。
但是电流降低，降低程度与负载和电感特性决定。
当IGBT继续导通时，给电感充电，此时电流上升。
直到充电与放点达到一个平衡之后就是使整个电流的平均值保持稳定。
另外，对比占空比为50和占空比为80时的波形图，我们发现输出电压虽然不像理
论上正好为50v,80v，但是大体与理论保持一致，因为IGBT上其实是有电压降的。
protues直流变换器cuk电路设计与仿真
protues直流变换器cuk电路设计与仿真直流斩波电路(DC Chopper)功能是将直流电变为另一固定电压或调电压的直流电，也称为直接直流一直流变换器(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，其中前两种是最基本的电路。
一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础，因此本文对这两种电路作了着重介绍并利用Matlab/Simulink进行了仿真。
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。
DC Chopper (DC Chopper) function is to change DC to another fixed voltage or adjustable voltage DC, also known as direct DC - DC Converter (DC/DC Converter).The kinds of DC chopper are more, including six basic choppers: Buck Chopper, Boost Chopper, Boost-Buck Chopper, Cuk Chopper, Sepic Chopper and Zeta Chopper, among them the former two are the most basic circuits. On the one hand, the applications of the two circuits are the most widely, on the other hand, understanding the two circuits is the foundationof understanding the other circuits, so this thesis introduces emphatically the two circuits and simulates by Matlab/simulink. On the basis, the rest several circuits are introduced.Using different basic Chopper combination can form composite Chopper, such as Current Reversible Chopper, Bridge Type Reversible Chopper, etc. Using the same structural basic Chopper combination can form multiphase multiple Chopper. The above two kinds of circuits are also introduced and simulated.。
直流降压斩波电路仿真报告
直流降压斩波电路仿真报告
本文主要介绍直流降压斩波电路的仿真报告。
由于直流降压斩波可以提供稳定的输出电压，所以它在电力系统中十分重要。
直流降压斩波电路成绩在电力系统中得到了普遍的引用，在涉及电压的应用场合也广泛应用。
本文的目的是研究直流降压斩波电路的输出特性曲线，以及在不同参数设置下的得到的结果。
为了达到这一目的，我们采用了模拟仿真的方法，建立的仿真模型，通过有限元仿真软件进行仿真，并采取相关的保护措施，最终得到仿真结果。
进行仿真实验前，我们根据直流降压斩波电路的工作原理，建立了相应的仿真模型，该仿真模型有助于更准确地了解电路的工作原理，也有助于设计直流降压斩波电路的各种设计参数，满足不同的应用要求。
仿真结果表明，当负载变化时，斩波电路具有良好的动态响应。
与功率型线性稳压器相比，斩波型稳压电路更能充分发挥节能优势，从而满足不同应用的要求。
同时，仿真结果也表明，当前节电能力比线性稳压电路还要高，输出响应因果也更加可靠，可以在负载状态有所变化时，有效抑制输出电压的抖动，保证了输出信号的稳定性和可靠性。
本文通过仿真实验研究表明，直流降压斩波电路具有良好的输出特性和可靠性，能够满足各种应用需求。
同时，意义重大，仿真实验结果可为直流降压斩波电路的更好运用和开发提供重要的参考。
8 直流斩波电路(2)
☞电感L两端的电压为：
E uL E U o
0 t t on t on t T
（8-6）
☞电感L的电流iL，在稳态运行时，一个周期内的增量和减量相等，即：
t on
0
T u uL L dt dt 0 t on L L
（8-3）
☞输出直流电压为：
T u uL L dt dt 0 t on L L
（8-3）
☞输出直流电压为：
Uo
t on E d E T
（8-4）
其中d=ton/T称为占空比
☞输出电流平均值为：
Io
Uo RL
（8-5）
第二节 电力晶体管斩波电路
二、升压（Boost ）型变换电路
图8-4 升压型变换电路
第三节 晶闸管斩波电路
三、复合斩波电路
▲
第三节 晶闸管斩波电路
三、复合斩波电路
◆桥式可逆斩波电路（图8-10） ☞将两个电流可逆斩波电路组合起 来，分别向电动机提供正向和反向电压， 使电动机可以4象限运行。 ☞工作过程 √如CH1、CH2交替通断，而CH4 常通、CH3常断，则Uo为正，电动机正 转；而CH3常通、CH4常断，则Uo为负， 电动机反转。在这种控制方式下，电动 机向一个方向旋转，斩波器输出为某一 极性电压，称为单极性式。 √将四只斩波部件分为CH1、CH4和CH2、CH3两组，同组两只管子同时 导通和关断，而两组斩波部件交替工作，则在一个周期内，Uo正负相间，这 种控制方式称为双极性式。
第二节 电力晶体管斩波电路
一、降压（Buck）型变换电路
◆电路构成 ☞使用一个全控型器件V，图中为GTR，若 采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。 ☞电感L和电容C为输出端滤波电路，将脉冲 波变成纹波较小的直流波。 ☞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。 ☞阻性负载，主要用于电子电路的供电电源。 ◆波形分析 ☞ ton期间 :V导通 , VD截止 , 电源E向负载供 电，uA=E，负载电流iL按指数曲线上升。 ☞ toff期间 : V关断，VD导通续流，uA=0 ， 负载电流呈指数曲线下降。
直流斩波电路建模仿真
项目一 降压式直流斩波电路建模仿真实训一、 降压式直流斩波电路（buck ）（1）原理图用IGBT 作为电路的控制开关，用上一个二极管起续流作用，在加上L-C 低通滤波电路组成Buck 电路 。
如图1-1。
+-U0E图1-1（2）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仿真参数，算法（solver ）ode15s ，相对误差（relativetolerance ）1e-3，开始时间0结束时间0.05s ，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅1V，周期0.002，初始占空比为10% 如图1-4图1-4电源参数，电压100v 如图1-5所示。
图1-5 IGBT参数，如图1-6所示。
图1-6电感参数设为0.1H，如图1-7所示图1-7电感参数设为0.1H，如图1-8所示图1-8（3）仿真参数设置设置触发脉冲的占空比分别为30%、50%、60%、90%。
与其产生的相应波形分别如图1-9、图1-10、图1-11、图1-12。
在波形图中第一列波形为流过二级管的电流波形，第二列波形为流过IBGT的电流波形，第三列波形为IGBT的电压波形，第四列波形为负载电流波形，第五列波形为负载的电压波形。
图1-9图1-10图1-11图1-12（4）小结当输入电压E不变时，输出电压随占空比D的线性变化而线性变化，而与电路其他参数无关。
输出电压U0=DE，即占空比越大，输出电压越大，最大等于E。
项目二升压式直流斩波电路建模仿真实训二、 升压式直流斩波电路（boost ）（1）原理图升压式直流斩波电路与降压式直流斩波电路最大的不同，控制开关IGBT 与负载R 呈并联形式连接。
如图2-1。
-U0E图2-1（2）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2-2。
图2-2仿真参数，算法（solver ）ode15s ，相对误差（relativetolerance ）1e-3，开始时间0结束时间0.05s ，如图2-3。
电力电子技术实验报告--直流斩波电路的仿真
实验报告（理工类）
通过本实验，加深对直流斩波电路工作原理的理解，并学习采用仿真软件来研究电力电子技术及相关控制方法。
二、实验原理
V L/R
¥GVD u 。
图2.1直流降压电路原理图
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2.1所示。
U 。
=
&E=『E=aE （2-1） 4>n+^off /
式（2-1）中，T 为V 开关周期，%为导通时间，为占空比。
在本实验中，采用保持开关周期T 不变，调节开关导通时间&I 的脉冲宽度调制方式来实验对输出电压的控制。
仿真的模型线路如下图所示。
开课学院及实验室:
实验时间：年月日 一、实验目的
图2.2降压斩波电路仿真模型
在模型中采用了IGBT,IGBT的驱动信号由脉冲发生器产生，设定脉冲发生器的脉冲周期和脉冲宽度可以调节脉冲占空比。
模型中连接多个示波器，用于观察线路中各部分电压和电流波形，并通过傅立叶分析来检测输出电压的直流分量和谐波。
三、实验设备、仪器及材料
PC机一台、MATLAB软件
四、实验步骤（按照实际操作过程）
1.打开MATLAB,点击上方的SimUlink图标,进入SimUIinkLibraryBroWSer模式O
2.新建model文件，从SimulinkLibraryBrowser选择元器件，分别从sinks和SimPowerSystems 中选择，powergui单元直接搜索选取
3.根据电路电路模型正确连线
五、实验过程记录（数据、图表、计算等）
六、实验结果分析及问题讨论。
直流斩波电路的MATLAB仿真实验
直流斩波电路的MATLAB仿真实验降压式直流斩波电路
一、实验内容
降压斩波原理：
式中
为V处于通态的时间；
为V处于断态的时间；T为开关周期；
为导通占空比，简称占空比火导通比。
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
不变，称为PWM。
（2）保持开关导通时间
不变，改变开关周期T，称为频率调制或调频型。
（3）
和T都可调，使占空比改变，称为混合型。
图1 降压斩波电路原理图
2
二、实验原理
(1)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
(2)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使串接的电感L 值较大
三、实验过程
1、仿真电路图
图2 降压斩波的MATLAB电路的模型2、仿真模型使用模板的参数设置IGBT参数的设置如图
图3
Diode参数的设置如图
图4
脉冲信号发生器Pulse Generator的设置如图
图3
示波器的设置如图
直流电源
为200V,电感L为2mH，电容
为10μs，电阻
为5Ω
四、仿真结果
图3
=0.2时的仿真结果
图4
=0.4时的仿真结果
图5
=0.6时的仿真结果
仿真结果分析
由公式
可得：
当
时，
=44
=0.4时，
=88。
=0.6时，
=132。
直流斩波电路的性能研究_2
实验2 直流斩波电路的性能研究1 实验目的熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。
2 实验内容(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，以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。
电路原理图见实验图2。
斩波电路的直流输入电压ui由交流电经整流得到，如实验图2a所示。
实验图2b和c分别为降压斩波主电路和升压斩波主电路。
实验图2d为控制和驱动电路的原理图，控制电路以专用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波，其占空比受uco控制。
实验图2 降压斩波和升压斩波主电路及控制电路a）直流供电电源b）降压斩波主电路c）升压斩波主电路d）控制和驱动电路(2)接通控制电路电源，用示波器分别观察锯齿波和PWM信号的波形（实验装置应给出测量端，位置在图中已标出），记录其波形、频率和幅值。
调节Ur的大小，观察PWM信号的变化情况。
(3)斩波电路的输入直流电压ui由低压单相交流电源经单相桥式二极管整流及电感电容滤波后得到。
接通交流电源，观察ui波形，记录其平均值。
(4)斩波电路的主电路包括降压斩波电路和升压斩波电路两种，分别如实验图2b、c所示，电路中使用的器件为电力MOSFET，注意观察其型号、外形等。
(7)切断各处电源，将直流电源ui与升压斩波主电路连接，断开降压斩波主电路。
检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。
改变ur值，每改变一次ur，分别观测PWM信号的波形、电力MOSFET V的栅源电压波形、输出电压uo的波形、输出电流io的波形，记录的PWM信号占空比a，ui、uo的平均值Ui和Uo。
(8)改变负载R的值，重复上述内容7。
直流斩波电路设计与仿真
电力电子技能课程安排报告之阳早格格创做姓名：教号：班级：指挥教授：博业：安排时间：目录一．落压斩波电路 (6)二．直流斩波电路处事本理及输出输进关系 (12)三．统制真止 (19)四．直流斩波电路的修模与仿真 (29)五．课设体验与归纳 (30)六．参照文件 (31)纲要介绍了一种新颖的具备降落压功能的DC／DC变更器的安排与真止，简直天分解了该DC／DC变更器的安排(拓扑结构、处事模式战储能电感参数安排)，仔细天叙述了该DC／DC变更器统制系统的本理战真止，末尾给出了尝试停止关键词汇：DC／DC变更器，落压斩波，降压斩波，储能电感，直流启关电源，PWM；直流脉宽调速一．落压斩波电路落压斩波本理：式中t为V处于通态的时间；off t为V处于断态的时间；T为启关周on期； 为导通占空比，简称占空比火导通比.根据对于输出电压仄衡值举止调制的办法分歧，斩波电路有三种统制办法：1）脆持启关周期T稳定，安排启关导通时间t稳定，称为onPWM.2）脆持启关导通时间t稳定，改变启关周期T，称为频次调on制或者调频型.3）t战T皆可调，使占空比改变，称为混同型.on处事本理1）t=0时刻启动V导通，电源E背背载供电，背载电压u o=E，背载电流i o按指数直线降下2）t=t1时刻统制V关断，背载电流经二极管VD绝流，背载电压u o近似为整，背载电流呈指数直线下落.为了使背载电流连绝且脉动小常常使串接的电感L值较大●鉴于“分段线性”的思维，对于落压斩波电路举止剖析●从能量传播关系出收举止的推导●由于L为无贫大，故背载电流保护为I o稳定●电源只正在V处于通态时提供能量，为E0I on t●正在所有周期T中，背载消耗的能量为（RI T+M E0I T）一周期中，忽略耗费，则电源提供的能量与背载消耗的能量相等输出功率等于输进功率，可将落压斩波器瞅做直流落压变压器该电路使用一个齐控器件V，途中为IGBT，也可使用其余器件，若采与晶闸管，需树坐晶闸管关断的辅帮电路.为正在V关断是给背载的电杆电流提供通讲，树坐了绝流二极管VD.斩波电路的典型用途之一个拖动直流电效果，也不妨戴蓄电池背载，二种情况句会出现反电动势.IGBT是强电流、下压应用战赶快末端设备用笔直功率MOSFET的自然进化.由于真止一个较下的打脱电压BVDSS需要一个源漏通讲，而那个通讲却具备很下的电阻率，果而制乐成率MOSFET具备RDS(on)数值下的个性，IGBT与消了现有功率MOSFET的那些主要缺面.虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度矫正了RDS(on)个性，然而是正在下电通常，功率导通耗费仍旧要比IGBT 技能超过很多.较矮的压落，变更成一个矮VCE(sat)的本领，以及IGBT的结构，共一个尺度单极器件相比，可支援更下电流稀度，并简化IGBT启动器的本理图.一个晶闸管直流调速系统是由转速的给定、检测、反馈、仄波电抗器、可控整流器、搁大器、直流电效果等关节组成.那些关节皆是根据用户央供最先被采用而决定下去的，从而形成了系统的固有部分.仅有那些固有部分所组成的系统是易以谦脚死产板滞的周到央供的，特天是对于系统动背本能的央供，偶尔以至是不宁静的，为了安排一个固态，动背皆适用的调速系统，越收是达到动背本能的央供，还必须对于系统举止矫正.也便是正在上述固有部分所组成的调速系统中其余加一个矫正关节，使系统的动背本能也能达到指目标央供.本文中的单关环可顺ＰＷＭ调速系统，采与集成统制器SG3524爆收占空比可调的PWM波，它的里里包罗缺面搁大器,限流呵护关节,比较器,振荡器,触收器,输出逻辑统制电路战输出三极管等关节，是一个典型的本能劣良的启关电源统制器,输出级是由ＩＧＢＴ形成的功率统制器，从而启动它励直流电效果，达到速度统制的脚段.由于电路有启关频次下的个性，所以直流脉宽调速系统与V-M系统相比，正在许多圆里具备较大的劣良性，比圆主电门路路简朴，需用的功率元件少，矮速本能佳，稳速粗度下，果而调速范畴宽，启关频次下，电流简单连绝，谐波少，电机耗费战收热皆较少，调速拆置效用战电网功率果素下，系统的频戴宽、赶快本能佳、动背抗扰本领强等等二．直流斩波电路处事本理及输出输进关系2.1 升压斩波电路（Boost Chopper ）降压斩波电路假设L 战C 值很大.处于通态时，电源E 背电感L 充电，电流恒定1i ，电容C 背背载R供电，输出电压0u 恒定.断态时，电源E 战电感L 共时背电容C 充电，并背背载提供能量. 设V 通态的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t Ei 1设V 断态的时间为off t ，则此功夫电感L 释搁能量为off t i E u 10)(-稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释搁能量相等：on t Ei 1=off t i E u 10)(-化简得 E t T E t t t u off off off on =+=0 off t T——降压比；降压比的倒数记做β，即off t T =β β战α的关系：a +β=1所以输出电压为三、 统制真止统制系统的安排不妨采与模拟统制规划战数字统制规划，那里以模拟统制规划叙述该DC ／DC 变更器统制系统的真止，如图3所示.检统制电路由二级PI 安排器、PWM 波爆收电路、启动电路、障碍测与呵护电路等组成.二级PI安排器是统制电路的核心统制单元，二级均为戴限幅输出的PI安排器，前级是电压安排器，后级是电流安排器，前后级串联形成了以输出电压为主统制对于象、输出电流为副统制对于象的单关环统制系统.电压环的效用是宁静输出电压，正在输进电压或者背载扰动效用下包管输出宁静.电流环是正在稳态时跟随电压环，从而使系统动背赞同快，安排本能佳，也易于真止限流战过流呵护.由于电压安排器的输出动做电流安排器的给定，故电压安排器的限幅值决断了电流安排器的最大输出电流.别的，电流安排器的限幅值节制了最大输出电压，预防了输出电压过下的非仄常状态，从而包管了系统的仄安稳当.PWM波爆收电路控制二种PWM启关规划的真止，以谦脚变更器落压处事模式战降压处事模式的央供.由于需要爆收二路统制旗号，果此必须协共主变更电路举止特殊的电路安排，以办理统制逻辑的调配问题.如图3所示，电流安排器输出支到比较器IC 、IC2共相端，由一个三角波爆收器爆收的三角波支到反相端，二路旗号相比较叠加赢得PWM 波.分解可知，二种分歧的PWM 启关规划不妨通过对于支到比较器IC 、IC4反相端的三角波加上分歧的偏偏移电压战去真止.当电流安排器输出电压矮于5 V 时，比较器IC 与三角波有接面，输出PWM 波，该波形用于启动T ，而比较器IC4与三角波不接面，故无脉冲输出，T2停止；当电流安排器输出电压下于5 V时，比较器IC4与三角波有接面，输出PWM 波，该波形用于启动T ，而比较器IC 输出下电仄，T 1处于齐导通状态；而且，落压工做模式战降压处事模式的切换是仄滑过度的.那样，便得到了逻辑上合乎央供的二路统制旗号，而后再经启动电路去启动二个启关管T1战T2.为了普及系统的稳当性，还安排了障碍检测与呵护电路，包罗过流呵护、过压呵护、过热呵护等.那主要利用比较器对于电流、电压、温度等的检测值与设定的呵护值比较，一朝爆收超限局里，坐时爆收相映的呵护动做.四．直流斩波电路的修模与仿真4.1仿真模型及参数树坐(1)由IGBT形成直流落压斩波电路(Buck Chop-per)的修模战参数树坐图2为由IGBT组成的Buck直流变更器仿真模型，IGBT按默认参数树坐，并与消慢冲电路，即Rs=5 ΩQ，Cs=0；电压源参数与Us=200 V，E=80 V；背载参数与R=10 Ω，L=5 mH.运止停止五．课设体验与归纳那次课程安排毕竟乐成完毕了，正在安排中逢到了很多编程问题，最后在教授的勤劳指挥下，毕竟游顺而解.共时，正在教授的身上尔教得到很多真用的知识，正在次尔表示感动！共时，对于给过尔帮闲的所有共教战诸位指挥教授再次表示忠心的感动，通过那二周的电力电子课程安排，不然而对于MATLAB硬件有了进一步的相识，对于BUCK落压电路也有的深进的认识战明白.BUCK变更器电路正在电力电子教习中便利害常要害典型的电路，通过那次的课程安排仿，对于电路的个性，劣缺面有了越收深刻的明白.刚刚启初，对于很多元件的采用皆不领会，通过教授的知讲战共教的帮闲，教会了怎么样更佳的安排电路采用粗确的元器件.通过正在真验室测得的波形战仿果然波形举止对于比，虽然存留一些好别，然而是基础上仍旧普遍的.通过那次的课程安排，创制MATLAB硬件功能非常强盛.通常正在教习中不克不迭够深进明白的知识，通过动脚，会有更佳的认知.本次课程安排虽然不少，然而是它给咱们戴去了很多支获.末尾，感谢教授的耐性指挥战共组共教的大举支援，使尔正在本次安排中将逢到的问题皆办理了，乐成的完毕了本次课程安排，并从中教习到了更多的知识.再次感动正在本次安排中赋予尔帮住的人，开开您们！六．参照文件1.王兆安．黄俊．电力电子技能，第4版，板滞工业出版社，20002.弛乃国．电源技能．北京：华夏电力出版社，19983.何希才．新式启关电源安排与应用．北京：科教出版社，20014.阮新波，宽俯光．直流启关电源的硬启关技能．北京：科教出版社，20005. 陈汝齐．电子技能时常使用器件应用脚册【M】．板滞工业出版社6.陈礼明．本质直流斩波电路中若搞问题的浅析．梅山科技，2005．。
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。
实验2 直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)
实验2 直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验2直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验二直流斩波电路的性能研究一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟识各种直流斩波电路的共同组成及其工作特点。
(3)了解pwm控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
二、实验所需挂件及附件序号123456型号djk01电源控制屏djk09单相调压与可调负载djk20直流斩波电路d42三相可调电阻慢扫描示波器万用表自备自备备注该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(buckchopper)升压斩波电路(buckchopper)的原理图及工作波形例如图6-1右图。
图中v为全控型器件，采用igbt。
d为续流二极管。
由图6-1b中v的栅极电压波形uge所述，当v处在通态时，电源ui向功率供电，ud=ui。
当v处在断态时，功率电流经二极管d续流，电压ud对数为零，至一个周期t完结，再驱动v导通，重复上一周期的过程。
功率电压的平均值为：uo?tontui?onui?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，缩写充电电流或偏压比(α=ton/t)。
由此可知，输入至功率的电压平均值uo最小为ui，若增大充电电流α，则uo随之增大，由于输入电压高于输出电压，故称该电路为升压斩波电路。
uge+uice+l1ud-c1+ruo-uduotontuitofftvgdtt-(a)电路图(b)波形图图6-1降压斩波电路的原理图及波形②、降压斩波电路(boostchopper)升压斩波电路(boostchopper)的原理图及工作波形如图6-2所示。
电路也使用一个全控型器件v。
由图6-2b中v的栅极电压波形uge可知，当v处于通态时，电源ui向电感l1充电，充电电流基本恒定为i1,同时电容c1上的电压向负载供电，因c1值很大，基本保持输出电压uo为恒值。
实验五直流斩波电路实验报告
实验五直流斩波电路实验报告一. 实验目的本实验旨在通过搭建直流斩波电路，探究斩波电路的工作原理以及其对直流信号的作用，并通过实验数据对斩波电路进行分析和验证。
二. 实验简介直流斩波电路是一种用于将直流信号转换为脉冲信号的电路，其主要由一个开关和电容组成。
通过开关的合闸和断开，可以使电容充电和放电，从而实现对直流信号的斩波。
在本次实验中，我们将搭建一个简单的直流斩波电路，并通过观测电路的电压波形来分析斩波效果。
三. 实验器材1. 直流电源2. 变阻器3. 电容4. 开关5. 示波器6. 万用表四. 实验步骤1. 按照实验电路图搭建直流斩波电路，其中电源正极接入电容的正极，电源负极接入开关的一端，电容的负极经过开关的另一端接地。
2. 打开直流电源，调节电压至适宜的实验范围。
3. 调节变阻器的电阻，观察电路中电压的变化。
4. 使用示波器连接电容两端，观察电压的波形。
5. 调节开关的合闸和断开时间，观察斩波效果的变化。
6. 使用万用表测量电路中的电压和电流数据，记录实验结果。
五. 实验结果与分析在进行实验过程中，我们观察到随着电容充电和放电的时刻变化，电压波形产生了斩波的现象。
斩波电路能够将直流信号转换为包含脉冲的信号，其中脉冲的频率和幅值取决于充放电时间和电容的数值。
通过调节开关的合闸和断开时间，我们可以改变电路中的斩波效果。
实验中，我们使用示波器观察到了不同的电压波形，以及随着合闸和断开时间的变化而产生的不同效果。
当合闸和断开时间较短时，电路中的脉冲频率较高，脉冲幅值较小。
而当合闸和断开时间较长时，脉冲频率较低，脉冲幅值较大。
通过万用表测量的数据，我们可以进一步分析电路中的电压和电流变化。
随着合闸时间的增加，电容充电时间增加，电压上升较慢；随着断开时间的增加，电容放电时间增加，电压下降较慢。
同时，电路中的电流也随着充放电时间的变化而变化，电流呈现出充电和放电的周期性变化。
六. 实验总结本次实验通过搭建直流斩波电路，探究了斩波电路的工作原理和对直流信号的作用。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力电子技术课程设计报告姓名: 学号: 班级:指导老师：专业: 设计时间：1. 降压斩波电路 一. 直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12)二. D c / D C 变换器的设计 ......................................18 三. 测试结果 .....................................................19六.参考文献目录..6四.直流斩波电路的建模与仿真 (29)五.课设体会与总结 (30)311)2)3) 保持开关周期T不变，调节开关导通时间t on不变，称为PWM 保持开关导通时间弋n不变，改变开关周期十卄为频率调制或调频型。
和T都可调，使占空比改变Ai Gton摘要介绍了一种新颖的具有升降压功能的D（y DC变换器的设计与实现，具体地分析了该DQ7DC变换器的设计（拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计），详细地阐述了该DQ7 DC变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果关键词：DC/ DC变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM 直流脉宽调速一.降压斩波电路1.1降压斩波原理：U ot on E t onE Et on t off TI U 0 E M1 0R式中G为V处于通态的时间；t°ff为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通占空比，简称占空比火导通比。
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:U0称为混合型。
M E M1.2工作原理1) t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o二E,负载电流i o 按指数曲线上升2) t=t 1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD卖流，负载电压u o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接的电感L值较大基于分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析从能量传递关系出发进行的推导由于L为无穷大，故负载电流维持为I o不变电源只在V 处于通态时提供能量，为E l o t on在整个周期T 中，负载消耗的能量为(R I O T+E M l o T )一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等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该电路使用一个全控器件V ,途中为IGBT ,也可使用其他器件，若采用晶闸管, 需设置晶闸管关断的辅助电路。
为在 V 关断是给负载的电杆电流提供通道，设置了续流二极管VD 斩波电路的典型用途之一个拖动直流电动机，也可以带蓄电池负载, 两种情况句会出现反电动势。
在具有升降压功能的非隔离式D (y DC 变换器中，Buck-Boost 变换器和Cuk 变换器 是负极性输出，Sepic 变换器和Zeta 变换器是正极性输出，但这两个变换器结构复杂， 都需要两个储能电感，这必然导致变换器的损耗增加、效率变低，且体积和质量大，弓I 。
本文针对实际研究项目中提出的要求，摒弃采用上述各种变换器， 设计了一种新颖的具有升降压功能和正极性输出的 D C /D C 变换器，并采用该DC/ DC 变换器研制出达到技术指标要求的直流开关电源，获得了良好的应用价值。
直流系统调速是由功率晶闸管、移相控制电路、转速电流双闭环调速电路、积 分电路、电流反馈电路、以及缺相和过流保护电路，通常指人为地或自动地改变直 流电动机的转速，以满足工作机械的要求。
机械特性上通过改变电动机的参数或外 加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和工作特性机 械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。
PW M 控制技术是一中广泛应用于控制领域的技术，其原理是利用冲量相等而形状 相通的U o t on E t on t offt on El oU 0 E M R __窄脉冲加在具有惯性的环节时候，效果基本相通。
在电力拖动系统中，调节电枢电压的直流调速是应用最广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管整流器获得可调直流电压外，还可利用其它电力电子元件的可控性能，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成极性可变，大小可调的直流电压，用以实现直流电动机电枢两端电压的平滑调节，构成直流脉宽调速系统，随着电力电子器件的迅速发展，采用门极可关断晶体管GTO全控电力晶体管GTR P-MOSFE、绝缘栅晶体管IGBT) 等一些大功率全控型器件组成的晶体管脉冲调宽型开关放大器( Pulse WidthModulated),已逐步发展成熟，用途越来越广。
调速通常通过给定环节，中间放大环节，校正环节，反馈环节和保护环节等来实现。
电动机的转速不能自动校正与给定转速的偏差的调速系统称为开环控制系统。
这种调速系统的电动机的转速要受到负载波动及电源电压波动等外界扰动的影响。
电动机的转速能自动的校正与给定转速的偏差，不受负载及电网电压波动等外界扰动的影响，使电动机的转速始终与给定转速保持一致的调速系统称为闭环控制系统。
这是由于闭环控制系统具有反馈环节。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFE的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDS嚅要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFE具有RDS(on数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET 的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFE器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT技术高出很多。
较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。
一个晶闸管直流调速系统是由转速的给定、检测、反馈、平波电抗器、可控整流器、放大器、直流电动机等环节组成。
这些环节都是根据用户要求首先被选择而确定下来的，从而构成了系统的固有部分。
仅有这些固有部分所组成的系统是难以满足生产机械的全面要求的，特别是对系统动态性能的要求，有时甚至是不稳定的，为了设计一个静态，动态都适用的调速系统，尤其是达到动态性能的要求，还必须对系统进行校正。
也就是在上述固有部分所组成的调速系统中另外加一个校正环节，使系统的动态性能也能达到指标的要求。
本文中的双闭环可逆PWM调速系统，采用集成控制器SG3524产生占空比可调的PWM波，它的内部包括误差放大器，限流保护环节，比较器,振荡器,触发器,输出逻辑控制电路和输出三极管等环节，是一个典型的性能优良的开关电源控制器，输出级是由IGET构成的功率控制器，进而驱动它励直流电动机，达到速度控制的目的。
由于电路有开关频率高的特点，所以直流脉宽调速系统与V-M系统相比，在许多方面具有较大的优越性，例如主电路线路简单，需用的功率元件少，低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽，开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较少，调速装置效率和电网功率因素高，系统的频带宽、快速性能好、动态抗扰能力强等等二.直流斩波电路工作原理及输出输入关系2.1升压斩波电路(Boost Chopper)VD升压斩波电路假设L和C值很大。
处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定i i，电容C向负载R供电，输出电压U o恒定。
断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量设V 通态的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为Ei i t on设V 断态的时间为t off ，贝眦期间电感L 释放能量为(U oE)i i t off 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等：Ei i t on =(u 0 E )i 1t offB 和a 的关系：a+ B =1所以输出电压为V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为i 1，同时，C 维持输出电 压恒定并向负载R 供电，这时u L E 。
V 断时，L 的能量向负载释放，电流为i 2。
负载电压极性为上负下正，与电源电 压极性相反，这时U L U 0。
稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压U L 对时间的积分为零，即化简得U o t on t off t offT t off Tt off升压比；升压比的倒数记作B ，即T t off U o 1E2.2 升降压斩波电路(buck -boost Chopper)升降压斩波电路t on lt on l l U o E EE t off T t oN 1（如为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间）Dc / D C 变换器的设计3.1变换器拓扑结构图I 所示是设计新颖的DC/DC 变换器的拓扑结构。
该DC/DC 变换器为前后级串联 结构，前级是由T1、T3、D1 D 、丨、C 、R1、R 构成降压变换电路，后级是由T 、 D 、丨、C 构成升压变换电路，其中Dz 、I 、C 均出现在前、后级变换电路中。
u L dt t on0 U L(on)dt T tU L (off) dt Et on U 0t of^ t on所以输出电压为:从图1中可以看出，采用PWM 方式控制两个主开关管T 。
、Tz 存在一定的困难， 因为它们的控制端不共地。
为了实现两路控制信号共地，也只能选用功率晶体管。
为此，在图1所示的主变换电路中增加了辅助开关管 T1,且T 。
由NP 型改为PNP型，显然T 。
、T 是共地的，T 、T3是同步开关的，这就实现了两路控制信号的 共地。
这样，原本通过控制T 。
、T 。
来控制电路的工作状态，现在是通过 T 、T 来 控制，T 。
称为降压斩波辅助开关，T 。
称为升压斩波主开关、T 。
称为降压斩波主开 关。
工作模式的分析假设所用电力电子器件理想、电感和电容均为无损耗的理想储能元件以及不计线路阻抗，且变换器始终处于电流连续的状态。
该 DC y DC 变换器有 两种典型的工作模式一一降压工作模式和升压工作模式，下面分别来分析这两种工 作模式。
1. 2. 1降压工作模式当T 截止，T 以PWM 方式工作，变换器处于降压工作模式。
此时，变换器与Buck 变换器相比仅仅是多了一个二极管 Dz,而 这一个二极管的加入对Buck 变换器的工作无任何影响。
因此，处于降压工作模式的 变换器等效于Buck 变换器，相应的电压变换关系为：(1) 式中：Ui ——输入电压；Uo 输出电压；T 的占空比。
升压工作模式U i團1新颖的DC/DC 变换器的原理图当T全导通，T以PWM方式工作，变换器处于升压工作模式。
此时，变换器与Boost 变换器相.比多了一个全导通的开关管T。
和一个二极管D ,而这两个器件的加入对Boost变换器的工作无任何影响。
因此，处于升压工作模式的变换器等效于Boost变换器，相应的电压变换关系为：U o 1U i 1式中：Ui ------ 输入电压；U -------- 输出电压；---T2的占空比。