电力电子实验报告直流斩波电路的性能研究
直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)
• 设V处于断态的时间为 ，则在此期间电感L1释放 的能量为（UO-Ui）I1ton。当电路工作于稳态时， 一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相 等，即： • UiI1ton=（UO-Ui）I1toff
• 上式中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。
• 升压斩波电路的原理图及波形
注意
• (1)整流电路输入交流电源得到直流电源，要注意 输出的直流电源不能超过50V。直流侧有1A熔丝 保护。负载电流不要超过0.5A。 • (2)在主电路通电后，不能用示波器的两个探头同 时观测主电路元器件之间的波形，否则会造成短 路。 • (3)用示波器两个探头同时观测两处波形时，要注 意共地问题，否则会造成短路，在观测高压时应 衰减10倍，在做直流斩波器测试实验时，最好使 用一个探头。
1.4
1.6
1.8
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2.2
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八、实验报告
• (1)分析图中产生PWM信号的工作原理。 • (2)整理各组实验数据绘制各直流斩波电路 的Ui/UO- α 曲线，并作比较与分析。 • (3)讨论、分析实验中出现的各种现象。Fra bibliotek1.4
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(3)用示波器分别观测A、B和PWM信号的波形 、频率和幅值，并填入下表。
观测点 波形类型 幅值A（V） 频率f（Hz） A（11脚） B（14脚） PWM （ 脚 （ 脚
(4)用双踪示波器的两个探头同时观测11脚和 14脚的输出波形，调节PWM脉宽调节电位 器，观测两路输出的PWM信号，测出两路 信号的相位差，并测出两路PWM信号之间 最小的“死区”时间。
实验三 直流斩波电路
示波器使用注意：如两个波形不共地，不能同时测量，根据波形幅值大小，有的波形需要选择*10档。
实验三直流斩波电路(设计性)的性能研究一．实验目的熟悉六种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、cuk chopper、sepic chopper、zeta chopper)的工作原理，掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况。
二．实验内容1 SG3525芯片的调试2 斩波电路的连接3 斩波电路的波形观察及电压测试三．实验设备及仪器1 电力电子教学试验台主控制屏2 MMCL-22组件3 示波器4 万用表四．实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.1. SG3525性能测试先按下开关s1（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。
测量“1”端。
记录不同频率时锯齿波的周期及幅值。
（2）输出最大与最小占空比测量。
测量“2”端。
2．buck chopper(1)连接电路。
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。
分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。
(2)观察负载电压波形。
经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形(3)观察负载电流波形。
用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期。
在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。
可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。
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。
直流斩波电路的性能研究
实验三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.熟悉各种直流斩波电路的组成及工作特点。
3.了解PWN控制与驱动电路的原理机器常用的集成芯片。
二.实验原理直流升压斩波变换电路带南路的工作原理一个直流升压斩波变换电路模型图如图所示，其输出电压Uo总大于输入电压源电压Ud。
当开关S闭合时，二极管受电容C上电压影响反向断开，于是将输出级隔离，由输入端电源向电感供应能量。
当开关S断开时，二极管正向导通，输出级吸收来自电感与输入端电源的能量。
在进行稳态分析时，假定输出滤波器足够大，以确保以恒定的输出电压Uo（t）=Uo。
根据电感的基本特性，在稳态时电感电压在一个周期内对时间的积分必须为零，即Ud t on+(Ud-Uo)t off=0两边除以Ts,整理得( Uo／Ud)=( Ts／t off)=1／1-D在式子中，D为占空系数。
当输入电压Ud保持不变时，改变D即可改变输出电压Uo。
其实验电路如图所示。
三，实验仿真直流升压斩波变换电路仿真启动MATLAB6.1进入SIMULINK后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型图如图所示。
双击各个模块，在出现的对话框内设置相应的参数。
实验仿真电路图1，直流电压源参数设置：直流电压源电压为100V2，电阻，带内容参数设置：C=0.7*0.00001F,L=10Mh,R=10欧姆3，脉冲发生器模块的参数设置:在本次实验中设置为1V，周期为0.002S，脉宽为20％设置好各模块参数后，单击工具栏的START命令仿真。
双击示波器模块，得到仿真结果，如图所示。
直流斩波电路研究实验报告
直流斩波电路研究实验报告直流斩波电路研究实验报告引言直流斩波电路是一种常见的电子电路，它可以将直流电转换为可变的脉冲电流。
在本次实验中，我们将研究直流斩波电路的原理和性能，并通过实验验证其工作效果。
一、实验目的本次实验旨在通过搭建直流斩波电路，研究其工作原理和性能，并通过实验结果验证理论分析的正确性。
二、实验原理直流斩波电路由三个主要部分组成：输入直流电源、可变电阻和输出负载。
当输入直流电压经过可变电阻调节后，通过开关控制，形成一系列脉冲电流，最后通过输出负载得到所需的电压波形。
三、实验步骤1. 搭建直流斩波电路：将输入直流电源与可变电阻相连，并接入开关和输出负载。
2. 调节可变电阻：通过调节可变电阻的阻值，控制输出电压的大小。
3. 控制开关：通过控制开关的开关频率和占空比，调节输出脉冲的频率和宽度。
4. 观察输出波形：使用示波器观察输出波形，并记录实验数据。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们得到了直流斩波电路的输出波形。
根据理论分析，我们可以得出以下结论：1. 输出波形的频率和宽度与开关的开关频率和占空比有关。
当开关频率较高且占空比较大时，输出波形的频率较高且宽度较宽。
2. 输出波形的幅值与输入直流电压和可变电阻的阻值有关。
当输入直流电压较高且可变电阻的阻值较小时，输出波形的幅值较大。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了直流斩波电路的工作原理和性能。
我们发现，通过调节可变电阻和控制开关，我们可以得到不同频率、宽度和幅值的输出波形。
这种电路在实际应用中具有广泛的用途，例如在电力变换、电子通信和电动机控制等领域都有重要的应用。
六、实验总结通过本次实验，我们对直流斩波电路有了更深入的了解。
我们通过实验验证了理论分析的正确性，并掌握了搭建和调节直流斩波电路的方法。
在实验过程中，我们还学会了使用示波器观察和记录波形数据的技巧。
这些实验技能对我们今后的学习和研究都具有重要的意义。
七、参考文献[1] 张三, 李四. 直流斩波电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2010.[2] 王五, 赵六. 电子电路实验指导[M]. 北京：高等教育出版社，2015.以上为直流斩波电路研究实验报告的主要内容。
电力电子技术课程设计---直流斩波电路的性能研究
7脚：振荡器放电端，用外接电阻来控制死区时间，电阻范围为0～500 Ω；
8脚：软启动端，外接软启动电容，该电容由内部Vref的50μA恒流源充电；
9脚：误差放大器的输出端；
10脚：PWM信号封锁端，当该脚为高电平时，输出驱动脉冲信号被封锁，该脚主要用于故障保护；
11脚：A路驱动信号输出；
12脚：接地；
13脚：输出集电极电压；
14脚：B路驱动信号输出；
15脚：电源， 其范围为8～35 V，通常采用+15V；
16脚：内部＋5 V基准电压输出。
SG3525芯片内部结构如图所示
图2-3bSG3525内部结构图
SG3525芯片内部集成了精密基准电源、误差放大器、带同步功能的振荡器、脉冲同步触发器、图腾柱式输出晶体管、PWM比较器、PWM锁存器、软启动电路、关断电路和欠压锁定电路。
1脚：误差放大器的反相输入端；
2脚：误差放大器的同相输入端；
3脚：同步信号输入端， 同步脉冲的频率应比振荡器频率fs要低一些；
4脚：振荡器输出；
5脚：振荡器外接电容CT端，振荡器频率fs＝1/CT（0.7RT+3R0）,R0为5脚与7脚之间跨接的电阻，用来调节死区时间，定时电容范围为0.001～0.1 μF；
稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等
化简得：
（1）
，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost变换器。 表示升压比，调节其大小即可改变Uo。将升压比的倒数记作β，即 。β和导通占空比α有如下关系：
（2）
因此，式（1）可表示为
（3）
升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：L储能之后具有使电压泵升的作用，电容C可将输出电压保持住。
直流斩波电路的性能研究
目录一、buck斩波电路工作原理 0二、硬件调试 (2)2.1、电源电路 (2)2.1.1 工作原理： (2)2.2 buck斩波电路 (4)2.3、控制电路 (5)2.4、驱动电路 (6)2.5 过压保护电路 (8)2.5.1 主电路器件保护 (8)2.5.2 负载过压保护 (8)2.5.3 过流保护电路 (9)2.6 元器件列表 (11)三、总结 (11)四、参考文献 (12)一、buck斩波电路工作原理直流斩波电路（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。
习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。
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。
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。
直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。
全控型器件选择绝缘栅双极晶体管（IGBT）综合了GTR和电力MOSFET 的优点，具有良好的特性。
目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
所以，此课程设计选题为：设计使用全控型器件为电力MOSFET的降压斩波电路。
主要讨论电源电路、降压斩波主电路、控制电路、驱动电路和保护电路的原理与设计。
1.1主电路工作原理图1.1 BUCK斩波电路电路图直流降压斩波主电路使用一个Power MOSFET IRF640N控制导通。
直流斩波电路的性能研究
直流斩波电路的性能研究一、实验原理及内容：直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为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）。
目前比较基本的和较为常用的直流斩波电路有以下几种：一）降压斩波电路（Buck Chopper）1、电路图如下：2、降压斩波电路原理：在t=0时驱动V导通，电源E向负载供电，负载u o=E，负载电流i o按指数曲线上升。
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，通常串接L值较大的电感。
只一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期过程。
当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等U o的值与占空比（alpha）成正比。
3、典型应用：拖动直流电机，带蓄电池负载二）升压斩波电路（Boost Chopper）1、电路图如下：2、升压斩波电路的原理：假设电路中电感L很大，电容C很大。
当V导通，电源E向L充电，充电电流基本恒定位为I1，同时电容C上的电压向负载R供电，由于C值很大，基本保持输出电压u o位恒值，记为U o。
当V关断的时候电源与电感L同时对电容C充电，并且向负载R提供能量。
当电路工作稳定时，有如下方程：U o=(t on+t off)E/t off=TE/t off由上式可知，输出电压高于电源电压。
3、典型应用：直流电动机传动，单项功率因数校正（Power Factor Correction—PFC）电路，用于其他交直流电源中三）升降压斩波电路（Boost-Buck Chopper）1、电路图如下：2、升降压斩波电路原理：假设电感L很大，电容C很大，致使电感电流i L和电容典雅即负载电压u o基本为恒值。
V导通，L充电，有电流i1。
同时有电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。
V关断，电感L向负载提供其所储存的能量，此时有电流i2。
电力电子实验报告直流斩波电路的性能研究
实验五 直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的 (1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解 PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
三、实验线路及原理 1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图 4-12 所示。
图中 V 为全控型器件，选 用 IGBT 。
D 为续流二极管。
由图 4-12b 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：U o=t on t on + t U i off= ton U T i= aU i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。
C E G+ L 1 U GE+ U Dt on Tt offtU iVDU D C 1--R UoU i t -U Ot(b)波形图图 4-12 降压斩波电路的原理图及波形(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图 4-13 所示。
电路也使用一个全控型器 件 V 。
由图 4-13b 中 V 的栅极电压波形 U GE 可知，当 V 处于通态时，电源 U i 向电感 L 1 充电，充 电电流基本恒定为 I 1,同时电容 C 1 上的电压向负载供电，因 C 1 值很大，基本保持输出电压 U O 为1L恒值。
设 V 处于通态的时间为 t on ，此阶段电感 L 1 上积蓄的能量为 U i I 1t on 。
直流斩波电路实验报告
直流斩波电路实验报告实验目的，通过实验，掌握直流斩波电路的工作原理和特性，了解斩波电路在电力电子中的应用。
实验器材，示波器、直流电源、电阻、电容、开关管等。
实验原理，直流斩波电路是一种将直流电压转换为脉冲或方波电压的电路。
其工作原理是利用开关管（如晶闸管、场效应管等）周期性地将直流电源接通和断开，通过控制开关管的导通和关断时间比，可以得到不同占空比的方波输出。
直流斩波电路的输出波形可以通过控制开关管的导通和关断来实现调制，从而实现对电压的调节和控制。
实验步骤：1. 搭建直流斩波电路。
将直流电源、开关管、电阻和电容按照电路图连接起来，并接上示波器。
2. 调节开关管的导通和关断时间比。
通过改变开关管的导通和关断时间比，观察输出波形的变化。
3. 测量电压和电流。
利用示波器和万用表测量输出波形的电压和电流值。
4. 分析实验结果。
根据实验数据和波形图，分析直流斩波电路的工作特性和输出波形的变化规律。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了不同占空比的方波输出波形，并测量了相应的电压和电流值。
实验结果表明，随着开关管导通时间比的增加，输出波形的占空比也相应增加，电压值随之变化。
当导通时间比为50%时，输出波形的占空比为50%，电压值为直流电源的一半。
当导通时间比为100%时，输出波形为直流电压。
根据实验结果，我们可以得出直流斩波电路的特性，通过控制开关管的导通和关断时间比，可以实现对输出波形的调制，从而实现对电压的调节和控制。
直流斩波电路在电力电子中有着广泛的应用，如变频调速、逆变器等领域。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了直流斩波电路的工作原理和特性，掌握了斩波电路的搭建和调节方法。
实验结果表明，直流斩波电路可以实现对电压的调节和控制，具有广泛的应用前景。
在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究电力电子领域，不断提高自己的专业能力。
以上就是本次实验的全部内容，希望对大家有所帮助。
感谢大家的阅读！。
电力电子技术实验报告
7实验一直流斩波电路实验一. 实验目的熟悉降压斩波电路、升压斩波电路及斩波控制电路的结构和工作原理，掌握以上两种基本斩波电路的工作状态和波形情况及调试方法。
二. 实验内容(1) 了解驱动电路的结构和实验电路的工作原理。
(2) 降压斩波电路的波形观察及电压测试。
(3) 升压斩波电路的波形观察及电压测试。
(4) 升降压斩波电路的波形观察及电压测试（选做，建议做）。
(5) Cuk 斩波电路的波形观察及电压测试（选做）。
(6) Sepic 斩波电路的波形观察及电压测试（选做）。
(7) Zeta 斩波电路的波形观察及电压测试（选做）。
(8) 电流测量（选做）。
三. 实验设备及仪器(1) 电力电子与运动控制教学实验平台(2) 示波器及高压隔离探头(3) 万用表(4) 连接导线四. 实验数据记录及整理分析1、了解MC0511 控制单元的工作原理，分析不同占空比和开关频率时波形的变化情况；分析驱动信号在连接MOSFET 前后波形的变化情况；说明“输出限幅”和“禁止”功能的作用。
在图1.1/1.2/1.3中，开关频率均为低频（5kHz），占空比依次为递增为20/40/60在图1.4/1.5/1.6中，占空比均为60，开关频率依次为为低频/高频/中频图1.7/1.8分别是将占空比旋钮调至最大所得到的波形。
输出限幅的接入可以限制输出波形占空比。
2、降压斩波电路性能研究（1）搭建电路如下所示（2）降压斩波电路测试结果表2.1 斩波电路测试结果电路形式：降压斩波电路开关频率：低频（5kHZ）负载情况：重载36V/90W表2.2 斩波电路测试结果电路形式：降压斩波电路开关频率：中频（12kHZ）负载情况：重载36V/90W表2.3 斩波电路测试结果电路形式：降压斩波电路开关频率：高频（20kHZ）负载情况：重载36V/90W（3）调节MC0511 控制单元上的“脉冲宽度调节”旋钮至约30％处，观察灯泡亮度的变化，用万用表测量并记录灯泡负载上的电压Uo 和斩波器输入直流电压E 的值。
实验五_直流斩波电路的性能研究实验报告_第五组
XXX学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：验（序号）项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(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三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT。
D 为续流二极管。
由图4-12b 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4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。
电路也使用一个全控型器件V。
由图4-13b 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U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on，此阶段电感L1 上积蓄的能量为U i I1t on。
当V 处于断态时U i和L1 共同向电容C1 充电，并向负载提供能量。
实验2 直流斩波电路的性能研究
实验2 直流斩波电路的性能研究一、实验目的1. 学习直流斩波电路的基本原理和工作方式。
2. 研究不同电流方向对直流斩波电路工作的影响。
二、实验器材和设备1. 直流电源2. 电子万用表3. 示波器4. 电阻、电容等元器件三、实验原理直流斩波电路是一种将直流电压转换成周期性的脉冲电压输出的电路。
它是由半波整流电路和RC元件组成，通常包括一个二极管、一个电阻和一个电容。
其输出电压的周期取决于电容放电的时间常数和电源直流电压的大小。
通过改变电容和电阻的数值，可以改变输出波形的周期，从而达到不同的控制效果。
四、实验步骤1. 按电路连接图连接实验电路，保证接线无误。
2. 将直流电源的输出电压调至所需实验值，并打开电路电源。
3. 分别接入正负电源极性，观察电路输出波形情况，记录实验数据。
4. 按不同的电容和电阻数值，重复上述操作，记录实验数据。
5. 结束实验，关闭电路电源。
五、实验结果分析1. 实验结果显示，当电容C的取值增大时，输出波形的周期增大，波形变得平缓，并且左侧较陡峭较长，右侧逐渐平滑至接近直线，而当电容C的取值变小时，输出波形的周期变小，波形变得陡峭，左侧较短，右侧接近直线。
2. 当电阻R取值增大时，输出波形的峰值电压和输出电压都变小，波形的上升和下降时间均变缓，波形变得平坦；当电阻R取值变小时，输出波形的峰值电压和输出电压都变大，波形的上升和下降时间变短，波形变得陡峭。
3. 实验证明了正负电源极性的取值不影响直流斩波电路的输出波形，证明直流斩波电路具有良好的控制效果。
4. 实验结果还显示，输出波形的峰值电压和输出电压与电源直流电压成正比关系，即直流斩波电路输出的脉冲电压幅值最大值等于电源直流电压的绝对值。
六、实验心得本次实验研究了直流斩波电路的基本原理和工作方式，分析了不同电容和电阻取值以及直流电压对直流斩波电路输出波形的影响。
实验结果表明，直流斩波电路具有良好的控制效果，可以通过改变电容和电阻数值来调节输出波形的周期，从而实现不同频率的输出电压。
直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)
• 若改变导通比α，则输出电压可以比电源电 压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2 时为降压，当1/2<α<1时为升压。
• 升降压斩波电路的原理图及波形
④Cuk斩波电路
• Cuk斩波电路的原理图如图所示。电路的基 本工作原理是：当可控开关V处于通态时， Ui—L1—V回路和负载R—L2—C2—V回路分别 流过电流。当V处于断态时， Ui—L1—C2—D 回路和负载R—L2—D回路分别流过电流，输 出电压的极性与电源电压极性相反。
• 设V处于断态的时间为 ，则在此期间电感L1释放 的能量为（UO-Ui）I1ton。当电路工作于稳态时， 一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相 等，即： • UiI1ton=（UO-Ui）I1toff
• 上式中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。
• 升压斩波电路的原理图及波形
二、实验所需挂件及附件
序号 1 型 号 备 注 该控制屏包含“三相电源 输出”，“励磁电源”等 几个模块。 该挂件包含触发电路及主 电路两个部分。
TKDD-1 电源控制屏
2
DK07 直流斩波电路
3 4 5 6
DK11 单相调压与可调负载 DQ27 三相可调电阻 双踪示波器 万用表 自备 自备
三、实验线路及原理
直流斩波电路的性能研究 （六种典型线路）
直流斩波实验
• 通过利用主电路元器件的自由组合，可构 成降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波 电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路 (Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic 斩波电路、Zeta斩波电路六种电路实验。面 板图见图1-53。
实验2 直流斩波电路的性能研究
附表
1．SG3525 芯片的调试 记录 PWM 脉宽调制电压波形：
最大占空比=
频率=
示波器：电压
V/格 时间
s/格
最小占 时间
s/格
2．降压斩波电路的波形观察及电压测试 记录 MOSFET 栅源电压波形：
最大占空比=
占空比=
频率=
频率=
示波器：电压 V/格
示波器：电压 V/格
最大占空比= 频率= 输出平均电压= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
占空比= 频率= 输出平均电压= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
最小占空比= 频率= 输出平均电压= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
5
记录负载为 450Ω时输出电流 io 波形：
最大占空比= 频率= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
（4）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。
五、注意事项
（1）“主电路电源 2”的实验输出电压为＋15V，输出电流为 lA，当改变负载电路时， 注意 R 值不可过小，否则电流太大，有可能烧毁电源内部的熔断丝。
（2）实验过程当中先加控制信号，后加“主电路电源 2”。 （3）做升压实验时，注意“PWM 波形发生器”的钮子开关 S1 一定要打在“直流斩波”， 如果打在“半桥电源”，极易烧毁“主电路电源 2”内部的熔断丝。
时间
V/格 s/格
最大占空比= 频率= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
占空比= 频率= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
最小占空比= 频率= 示波器：电压
时间
V/格 s/格
4
记录负载为
Ω时输出电流 io 波形：
实验四直流斩波电路(设计性)的性能研究实验
实验四直流斩波电路(设计性)的性能研究实验一．实验目的熟悉三种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper)的工作原理，掌握这三种斩波电路的工作状态及波形情况。
二．实验内容1．SG3525芯片的调试。
2．斩波电路的连接。
3．斩波电路的波形观察及电压测试。
三．实验设备及仪器1．电力电子教学试验台主控制屏；2．NMCL-22组件；3．示波器（自备）；4．万用表（自备）。
四．实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可。
1．SG3525性能测试用示波器测量，PWM波形发生器的“1”孔和地之间的波形。
调节占空比调节旋钮，测量驱动波形的频率以及占空比的调节范围。
2．buck chopper(1)连接电路。
将PWM波形发生器的输出端“1”端接到斩波电路中IGBT管VT的G端,将PWM的“地”端接到斩波电路中“VT”管的E端,再将斩波电路的（E、5、7），（8、11），(6、12)相连，最后将15V直流电源U1的“+”正极与VT的C相连，负极“-”和6相连。
（照电路图接成buck chopper斩波器。
）（2）观察负载电压波形。
经检查电路无误后,闭合电源开关，用示波器观察VD两端5、6孔之间电压，调节PWM 触发器的电位器RP1，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形。
（4）观察负载电流波形。
用示波器观察并记录负载电阻R两端波形。
（5）并观察当电容去掉，输出波形的变化。
（6）观察电感值发生改变时输出波形的变化3．boost chopper（1）照图接成boost chopper电路。
电感和电容任选,负载电阻为R。
实验步骤（1～5）同buck chopper。
第（6）步除外。
4．buck-boost chopper（1）照图接成buck-boost chopper电路。
电感和电容任选,负载电阻为R。
实验步骤（1～5）同buck chopper，第（6）步除外。
直流斩波电路实验报告
直流斩波电路实验报告直流斩波电路实验报告引言：直流斩波电路是电力电子学中的重要实验之一。
通过该实验，我们可以深入了解斩波电路的原理和工作方式，以及其在电力转换中的应用。
本实验旨在通过搭建和测试直流斩波电路，验证其性能和有效性。
一、实验目的本实验的主要目的是搭建直流斩波电路，并通过实验测试来验证其性能和有效性。
具体而言，我们将实现以下目标：1. 理解直流斩波电路的原理和工作方式；2. 掌握搭建直流斩波电路的方法和步骤；3. 测试直流斩波电路的输出波形，分析其性能和有效性。
二、实验原理直流斩波电路是一种将直流电压转换为交流电压的电路。
其基本原理是利用开关器件（如晶闸管、IGBT等）控制直流电源的导通和截断，从而改变电路中的电流路径，实现对直流电压的切割和转换。
直流斩波电路通常由三个主要部分组成：1. 输入滤波电路：用于滤除直流电源中的纹波和杂散信号，保证直流电压的稳定性；2. 斩波开关电路：由开关器件和控制电路组成，用于控制直流电源的导通和截断；3. 输出滤波电路：用于滤除斩波开关引起的高频脉冲信号，使输出电压变为平滑的交流电压。
三、实验步骤1. 搭建直流斩波电路：按照实验指导书提供的电路图和元器件清单，依次连接电路中的各个元器件和开关器件。
确保连接正确无误。
2. 调整控制电路参数：根据实验要求，调整控制电路中的参数，如频率、占空比等。
确保电路能够正常工作。
3. 测试输出波形：将示波器连接到输出端口，调整示波器的设置，观察并记录输出波形。
分析波形的频率、幅值和形状，评估直流斩波电路的性能和有效性。
4. 分析实验结果：根据实验数据和观察结果，对直流斩波电路的性能和有效性进行分析和总结。
比较实验结果与理论预期的差异，并提出可能的原因和改进方法。
四、实验结果与分析经过实验测试，我们得到了直流斩波电路的输出波形。
通过观察和分析波形，我们可以得出以下结论：1. 输出波形呈现出周期性的正弦波形，表明直流斩波电路能够将直流电压有效地转换为交流电压。
直流斩波电路实验报告
实验名称：直流斩波电路实验实验日期：2021年X月X日实验地点：实验室实验目的：1. 理解直流斩波电路的工作原理及组成；2. 掌握直流斩波电路的基本性能参数；3. 分析直流斩波电路在不同负载下的性能变化。
实验仪器：1. 直流斩波电路实验装置；2. 数字示波器；3. 数字万用表；4. 电源及负载。
实验原理：直流斩波电路是一种将直流电压转换为可调直流电压的电力电子电路。
它主要由斩波器、滤波器和控制器等部分组成。
斩波器是直流斩波电路的核心部分，其主要作用是将输入的直流电压斩成脉冲电压，再通过滤波器滤去脉冲电压中的高频谐波，得到稳定的输出电压。
实验步骤：1. 连接实验装置，确保各部分连接正确；2. 打开电源，调整输入电压，观察斩波器输出波形；3. 使用示波器观察斩波器输出波形，分析斩波器开关频率、占空比等参数；4. 调整负载，观察输出电压变化，分析负载对斩波电路性能的影响；5. 记录实验数据，进行数据分析。
实验结果与分析：1. 斩波器输出波形通过观察斩波器输出波形，可以看出斩波器开关频率和占空比对输出波形有重要影响。
当开关频率较高时，输出波形较为平滑；当占空比较大时，输出电压较高。
2. 负载对斩波电路性能的影响当负载增大时，输出电压降低，电流增大。
这是由于负载电流的增加导致斩波器开关频率和占空比发生变化，进而影响输出电压。
3. 实验数据分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）斩波器开关频率对输出波形有重要影响，频率越高，输出波形越平滑；（2）占空比对输出电压有直接影响，占空比越大，输出电压越高；（3）负载对斩波电路性能有较大影响，负载增大时，输出电压降低，电流增大。
实验结论：通过本次实验，我们了解了直流斩波电路的工作原理及组成，掌握了直流斩波电路的基本性能参数，分析了负载对斩波电路性能的影响。
实验结果表明，斩波器开关频率、占空比和负载对斩波电路性能有显著影响。
注意事项：1. 实验过程中，注意安全，确保电源及负载连接正确；2. 观察波形时，注意调整示波器参数，确保波形清晰；3. 实验数据记录准确，便于后续分析。
某实验五直流斩波电路地性能地研究某实验报告材料第五组
XXX 学院实验报告学院： 专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员： 实验地点：实验日期：指导教师签名：验 （序号） 项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五 直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(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三、实验线路及原理1、主电路 ①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。
图中V 为全控型器件，选 用IGBT 。
D为续流二极管。
由图4-12b 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4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。
电路也使用一个全控型器件V。
由图4-13b 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U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on，此阶段电感L1 上积蓄的能量为U i I1t on。
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105实验五 直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的 (1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解 PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
三、实验线路及原理 1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图 4-12 所示。
图中 V 为全控型器件，选 用 IGBT 。
D 为续流二极管。
由图 4-12b 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：U o=t on t on + t U i off= ton U T i= aU i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。
+C E G+ L 1 U GE+ U Dt on Tt offtU iVU D C 1--R UoU i t -U Ot(b)波形图图 4-12 降压斩波电路的原理图及波形(Boost Chopper)(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图 4-13 所示。
电路也使用一个全控型器 件 V 。
由图 4-13b 中 V 的栅极电压波形 U GE 可知，当 V 处于通态时，电源 U i 向电感 L 1 充电，充 电电流基本恒定为 I 1,同时电容 C 1 上的电压向负载供电，因 C 1 值很大，基本保持输出电压 U O 为106L恒值。
设 V 处于通态的时间为 t on ，此阶段电感 L 1 上积蓄的能量为 U i I 1t on 。
当 V 处于断态时 U i 和 L 1 共同向电容 C 1 充电，并向负载提供能量。
设 V 处于断态的时间为 t off ，则在此期间电感 L 1 释放的能量为(U O -U i ) I 1t on 。
当电路工作于稳态时，一个周期 T 内电感 L 1 积蓄的能量与释放的能 量相等，即：U i I 1t on =(U O -U i ) I 1t offt on + t offT U o =t offU i =U it off上式中的 ≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
+I 11 U iG-C- U DD VE+ C 1R Uo-U GEtU DtU Ot(a)电路图(b)波形图图 4-13 升压斩波电路的原理图及波形③、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)的原理图及工作波形如图 4-14 所示。
电路的基本工作 原理是：当可控开关 V 处于通态时，电源 U i 经 V 向电感 L 1 供电使其贮存能量，同时 C 1 维持输 出电压 U O 基本恒定并向负载供电。
此后，V 关断，电感 L 1 中贮存的能量向负载释放。
可见,负 载电压为上负下正，与电源电压极性相反。
输出电压为：U o =t on t offU i =t onT - t on U i = a U 1- a i若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当 0<α<1/2 时为降压，当 1/2<α<1 时为升压。
+CE U iVG-- U D + DL 1C 1R U GEt-U DtUoU O +t(a)电路图(b)波形图图 4-14 升降压斩波电路的原理图及波形④、Cuk 斩波电路Cuk 斩波电路的原理图如图 4-15 所示。
电路的基本工作原理是：当可控开关 V 处于通态时， U i —L 1—V 回路和负载 R —L 2—C 2—V 回路分别流过电流。
当 V 处于断态时，U i —L 1—C 2—D 回 路和负载 R —L 2—D 回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反。
输出电压为：iUo=tontoffUi=tonT - tonUi= a U1 - a i若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。
+L1U i G-C C 2V DE-L2C1 R Uo+⑤、Sepic 斩波电路图4-15 Cuk 斩波电路原理图Sepic 斩波电路的原理图如图4-16 所示。
电路的基本工作原理是：可控开关V 处于通态时，U i—L1—V 回路和C2—V—L2 回路同时导电，L1 和L2 贮能。
当V 处于断态时，U i—L1—C2—D—R 回路及L2—D—R 回路同时导电，此阶段U i 和L1 既向R 供电，同时也向C2 充电，C2 贮存的能量在V 处于通态时向L2 转移。
输出电压为：Uo=tontoffUi=tonT - tonUi= a U1 - a i若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。
+ +UL CD1 C2G VE-L2 C1 R Uo-图4-16 Sepic 斩波电路原理图⑥、Zeta 斩波电路Zeta 斩波电路的原理图如图4-17 所示。
电路的基本工作原理是：当可控开关V 处于通态时，电源U i 经开关V 向电感L1 贮能。
当V 处于断态后，L1 经D 与C2 构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1 上的能量全部转移至C2 上之后，D 关断，C2 经L2 向负载Ra供电。
输出电压为：Uo=+Ui1- aC EU i V GC2+L2L1 D C1-R Uo-图4-17 Zeta 斩波电路原理图若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。
2、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4-18 所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，内部107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、相位相差、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4-18 SG3525 芯片的内部结构与所需的外部组件四、实验内容（1）控制与驱动电路的测试（2）六种直流斩波器的测试五、思考题(1)直流斩波电路的工作原理是什么？有哪些结构形式和主要元器件？(2)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处波形进行观测？六、实验方法1、控制与驱动电路的测试(1)启动实验装置电源，开启DJK20 控制电路电源开关。
(2)调节PWM 脉宽调节电位器改变Ur，用双踪示波器分别观测SG3525 的第11 脚与第14 脚的波形，观测输出PWM 信号的变化情况，并填入下表。
Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 11(A)占空比(%)14(B)占空比(%)PWM 占空比(%)(3)用示波器分别观测A、B 和PWM 信号的波形，记录其波形、频率和幅值，并填入下表。
观测点A(11 脚) B(14 脚) PWM波形类型幅值A (V)频率f (Hz)108(4)用双踪示波器的两个探头同时观测11 脚和14 脚的输出波形，调节PWM 脉宽调节电位器，观测两路输出的PWM 信号，测出两路信号的相位差，并测出两路PWM 信号之间最小的“死区” 时间。
2、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)斩波电路的输入直流电压U i 由三相调压器输出的单相交流电经DJK20 挂箱上的单相桥式整流及电容滤波后得到。
接通交流电源，观测U i 波形，记录其平均值(注：本装置限定直流输出最大值为50V，输入交流电压的大小由调压器调节输出)。
按下列实验步骤依次对六种典型的直流斩波电路进行测试。
(1)切断电源，根据DJK20 上的主电路图，利用面板上的元器件连接好相应的斩波实验线路，并接上电阻负载，负载电流最大值限制在200mA 以内。
将控制与驱动电路的输出“V-G”、“V-E” 分别接至V 的G 和E 端。
(2)检查接线正确，尤其是电解电容的极性是否接反后，接通主电路和控制电路的电源。
(3)用示波器观测PWM 信号的波形、U GE 的电压波形、U CE 的电压波形及输出电压Uo 和二极管两端电压U D 的波形，注意各波形间的相位关系。
(4)调节PWM 脉宽调节电位器改变Ur，观测在不同占空比(α)时，记录U i、U O 和α的数值于下表中，从而画出U O=f(α)的关系曲线。
七、实验报告(1)分析图4-20 中产生PWM 信号的工作原理。
答：PWM信号的工作原理：保持开关周期T不变，通过调节开关导通时间t on的大小，实现改变占空比a，从而改变输出负载电压平均值Uo的大小。
(2)整理各组实验数据绘制各直流斩波电路的U i/U O-α曲线，并作比较与分析。
降压斩波电路的实验数据：109降压斩波电路的实验直流斩波电路的U i/U O-α曲线升压斩波电路的实验数据：Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 占空比α(%)0.13 0.18 0.21 0.26 0.29 0.32 0.37 U i(V) 40 40 40 40 40 40 40U o(V) 44.6 48.6 53.3 58.9 65.1 71.1 73.6110升压斩波电路的实验直流斩波电路的U i/U O-α曲线(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。
实验过程中，保持开关周期T和输入电压Ui的大小不变。
调节开关的导通时间ton的大小（即改变Ur的大小）。
Ur与占空比a成正比关系。
在示波器中我们可以观察到，当开关的导通时间ton变大时（即占空比a增大时），在输出电压中直流电压表的数值也随着增大。
八、注意事项(1)在主电路通电后，不能用示波器的两个探头同时观测主电路元器件之间的波形，否则会造成短路。
(2)用示波器两探头同时观测两处波形时，要注意共地问题，否则会造成短路，在观测高压时应衰减10 倍，在做直流斩波器测试实验时，最好使用一个探头。