升压直流斩波电路
升压直流斩波电路
〈〈电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名： _____________________指导教师：职称专业：电气工程及其白动化班级： ________________________完成时间： _____________________电力电子课程设计课题任务书电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输入点能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将电力电子电路分为四大类型，即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。
该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展，DC/DC^换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
目前直流变换电路的用途非常广泛，无论是从性能、功率还是节能性上，都处丁不断地发展之中。
其中升压直流斩波电路是输出电压高丁电源电压的一种斩波电路，主要运用丁直流电动机传动、单相功率因数校正以及交直流电源中。
该设计中，运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波电路结合，从而实现升压直流斩波。
通过方案选定，电路构造以及电路调试，最终基本实现升压直流斩波电路功能。
由丁知识浅薄，该课程设计说明书里还存在不少批漏和错误，殷切希望老师和同学们的批评指正。
关键词：直流；斩波；升压1绪论 (1)1.1电力电子技术的介绍 (1)1.2电力电子技术的应用 (1)1.3直流直流变流技术 (2)1.4设计要求 (2)2 系统总体方案设计 (2)2.1总体电路设计框图 (2)2.2整流电路选择 (2)3主电路设计 (5)3.1整流电路 (5)3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)3.1.2 整流电路工作原理 (6)3.2升压斩波电路 (6)3.2.1升压斩波电路及工作波形 (6)3.2.2升压斩波电路工作原理 (7)3.3元器件参数及选型 (7)3.3.1 晶闸管的选型 (7)3.3.2绝缘栅双极晶体管（IGBD选型 (9)4控制电路及驱动电路 (11)4.1控制电路 (11)4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)4.2驱动电路 (13)4.3控制和驱动电路原理图 (13)5保护电路设计 (15)5.1过电流保护 (15)5.2过电压保护 (15)6仿真电路图及结果 (16)6.1 MATLAB仿真软件 (16)6.2整流电路仿真及部分参数设置 (16)6.2.1 整流电路仿真模型 (16)6.2.2部分参数设置 (17)6.3升压斩波电路仿真模型 (19)6.4总电路仿真模型 (19)6.5仿真波形及波形分析 (20)7设计总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)附录A升压直流斩波总电路图 (24)附录B元件活单 (25)1绪论1.1电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用丁电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTQ IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
升压式直流斩波电路
升压式直流斩波电路1.电路的结构与工作原理 1.1电路结构U LRU0+-+-图1 升压式直流斩波电路的电路原理图1.2 工作原理假设电路输出端的滤波电容器足够大，以保证输出电压恒定，电感L 的值也很大。
1）当控制开关VT 导通时，电源E 向串联在回路中的电感L 充电储能，电感电压u L 左证右负；而负载电压u 0上正下负，此时在R 于L 之间的续流二极管VD 被反偏，VD 截止。
由于电感L 的横流作用，此充电电流基本为恒定值I1.另外，VD 截止时C 向负载R 放电，由于正常工作C 已经被充电，且C 容量很大，所以负载电压基本保持为一恒定值，记为u 0。
假设VT 的导通时间为t on ，则此阶段电感L 上的储能可以表示为EI 1t on2)在控制开关VT 关断时，储能电感L 两端电势极性变成左负右正，续流二极管VD 转为正偏，储能电感L 与电源E 叠加共同向电容C 充电，向负载R 提供能量。
如果VT 的关断时间为t off ，则此段时间内电感L 释放的能量可以表示为（U 0-E ）I 1t off 。
1.3基本数量关系a.一个周期内灯光L 储存的能量与释放的能量相等：即b.输出电流平均值11()ono off EI t U E I t =-Et T E t t t U offoff off on o =+=2.建模在MA TLAB 新建一个Model ，命名为jiangya ，同时模型建立如下图所示：图 1 升压式直流斩波电路的MATLAB 仿真模型2.1模型参数设置a 电源参数，电压100v ：b.同步脉冲信号发生器参数 振幅1V ，周期0.001，占空比20%RER U I β1o o ==c.负载电阻参数d.电容参数设置e.二极管参数设置f.电感参数G．IGBT参数f.示波器参数示波器五个通道信号依次是：电源电流、负载电流、IGBT电流电压、负载电压、电源电压。
3 仿真结果与分析a. 占空比α=20，MATLAB仿真波形如下：图 2 α=20升压式直流斩波电路b. 占空比α=50，MATLAB仿真波形如下：图9 α=50升压式直流斩波电路c. 占空比α=80，MATLAB仿真波形如下：图10 α=80升压式直流斩波电路4小结对于升压斩波电路，要输出电压高于输入电源电压应满足两个假设两个条件，即电路中电感的L值很大，电容的C值也很大。
电气工程课程设计MOSFET升压斩波电路设计说明
目录一、绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 SG3525简介 (1)1.4仿真软件介绍 (1)二、MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.3设计方案各电路简介 (3)三、MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)四、控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.2保护电路 (8)五、总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)六、结论 (11)参考文献 (11)一、绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路（DC Chopper），也称直接变流电路，它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
直流斩波的电路的种类较多，包括六种基本电路：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Zata斩波电路。
直流斩波电路在直流传动系统、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。
1.2 MOSFET简介MOSFET是金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为N沟道型与P沟道型的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
1.3 SG3525简介随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司Silicon General）推出SG3525。
直流升压斩波电路仿真实验心得
直流升压斩波电路仿真实验心得
本人在进行直流升压斩波电路仿真实验期间，深刻体会到该电路的重要性以及实现过程中需要注意的几个关键点。
首先，该电路是一种非常常见的电路，在实际工程中经常被使用。
其作用是将输入的低电压直流电信号，通过斩波器和升压变压器的作用，将输出电压升高到一定程度，以满足实际工作所需的电压水平。
其次，该电路的实现过程需要注意的几个关键点是：
1.斩波管的正反极性必须正确，否则可能会导致电路无法正常工作。
2.升压变压器的绕组匝数需要根据实际需要计算，否则输出电压可能会偏差较大。
3.在选择升压变压器时需要考虑参数匹配，以确保电路能够稳定工作。
综上所述，直流升压斩波电路具有重要性，其实现过程需要注意几个关键点。
通过实验实践，我对该电路的实现过程及原理有了更深刻的理解，也提高了自己的实验操作能力。
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。
cuk斩波电路、sepic斩波电路和zeta斩波电路。
cuk斩波电路、sepic斩波电路和zeta斩波电路。
"CUk"、"SEPIC" 和 "Zeta" 都是常见的斩波电路类型，它们用于将直流电源转换为交流电源或调节直流电源的电压。
1. Cuk 斩波电路：Cuk 斩波电路是一种降压-升压斩波电路，它由一个电感、一个电容和两个开关组成。
它的优点是输入电流和输出电流连续，输入电压和输出电压可以独立调节，适用于需要升压或降压的应用。
2. SEPIC 斩波电路：SEPIC 斩波电路是一种升压-降压斩波电路，它由一个电感、两个电容和两个开关组成。
它的优点是输入电流和输出电流连续，输入电压和输出电压可以独立调节，适用于需要升压或降压的应用。
3. Zeta 斩波电路：Zeta 斩波电路是一种降压斩波电路，它由一个电感、一个电容和两个开关组成。
它的优点是输入电流和输出电流连续，输入电压和输出电压可以独立调节，适用于需要降压的应用。
这些斩波电路在电源管理、电动车充电器、太阳能充电器等领域有广泛的应用。
选择哪种斩波电路取决于具体的应用需求，如输入电压、输出电压、功率需求等。
电力电子技术直流斩波电路
a) Sepic斩波电路
输入输出关系：
b) Zeta斩波电路
Uo
ton toff
E ton T ton
E 1
E图3-6（S3e-p4ic9斩）波电路和Zeta斩波电路
电源电压与输出电压极性相同
23
3.1.4 Sepic斩波电路和 ZeVt处a斩于波通Z态电期e路间t原a，理斩电源波E经电开关路
i
i
1
2
续旳时间tx，即 ton
tx
1 me ln
1 m
I
20
O
t
onttt1来自x2t
t
off
T
c)
tx<t0ff
图3-3 用于直流电动机回馈能 量旳升压斩波电路及其波形
m
1 e b 1 e
--------电流断续旳条件
16
升降压斩波电路和Cuk斩波电路
1）升降压斩波电路 (buck -boost Chopper)
分V处于通态和处于断态 初始条件分电流连续和断续
7
一样能够从能降量传压递斩关系波出发电进路行旳推导 假定L为无穷大，负载电流Io维持不变（详见P101－102） 电源只在V处于通态时提供能量，为 EIoton 在整个周期T中，负载消耗旳能量为 RIo2T EM IoT
一周期中，忽视损耗，则电源提供旳能量与负载消耗旳能量相等。
V向电感L1贮能。
V关断后，L1－VD－C1构成振
荡回路， L1旳能量转移至C1，
能量全部转移至C1上之后，VD
b) Zeta斩波电路
关断，C1经L2向负载供电。
输入输出关系：
Uo
1
E
图3-6 Sepic斩波电路 和 Zeta斩波电路 （3-50）
500W升压斩波电路设计与仿真
500W升压斩波电路设计与仿真I.引言在电源设计中，升压斩波电路被广泛应用于需要高电压输出的场景中。
本文将介绍一种500W的升压斩波电路的设计与仿真。
II.设计目标本设计的目标是实现一个满足以下条件的升压斩波电路：1.输入电压：220V交流电2.输出电压：500V直流电3.输出功率：500W4.转换效率：大于90%5.输出电压稳定性：小于1%III.电路结构本设计采用单端反激变压器斩波电路结构，原理图如下所示：（请参考上传的图片）IV.电路参数计算1.变压器参数计算：根据输入电压和输出电压，可以计算出变压器的变比。
假设变压器的变比为N，有N = Vout / Vin = 500 / 220 = 2.27另外，为了保证变压器工作在饱和区以提高转换效率，需要选择一个合适的磁芯材料。
根据输出功率和输出频率，可以计算出变压器的输入电流，然后根据输入电流和工作磁通密度，可以选择合适的磁芯材料。
2.斩波电路参数计算：为了实现稳定的输出电压，可以采用三段滤波电路。
首先是输入电容C1，用于滤去交流电的干扰；然后是输出电容C2，用于平滑直流输出电压；最后是输出电阻R1，用于稳定输出电流。
3.斩波电路元件选取：根据计算结果，选择合适的电容和电阻。
需要注意的是，在高功率输出情况下，应选择能承受大电流的电容和电阻。
V.电路仿真使用仿真软件如LTspice等进行电路仿真。
在仿真中，可以通过改变输入电压和负载来验证电路的性能，并进行优化。
VI.性能评估和优化根据仿真结果评估电路的性能并进行优化。
可以通过调整电路参数、改变电容和电阻的数值等方式来提高电路的转换效率和输出电压稳定性。
VII.结论本文介绍了一种500W的升压斩波电路的设计与仿真。
通过合理的电路结构设计和参数选择，可以实现稳定的输出电压和高转换效率。
通过仿真和优化，可以进一步提高电路性能，满足实际应用需求。
直流升压斩波电路的工作原理 -回复
直流升压斩波电路的工作原理-回复直流升压斩波电路（DC-DC Boost Converter）是一种常见的电源转换器，用于将直流电压从低电平转换到高电平。
它是现代电子设备中不可或缺的一部分，广泛应用于电力系统、通信设备、电子仪器、电子汽车等领域。
本文将一步一步解释直流升压斩波电路的工作原理。
为了更好地理解直流升压斩波电路的工作原理，我们首先需要了解它的基本构造。
直流升压斩波电路通常由输入电源、开关元件、能量储存元件和输出负载组成。
下面我们将详细介绍每个组成部分的功能以及其在电路中的作用。
首先，输入电源是直流升压斩波电路的能量来源，它提供了低电平的输入电压。
其中，输入电压可以是直流电池、太阳能电池等。
在电路中，输入电压通常通过电源电感和电容进行滤波，以消除输入电压的纹波和噪声。
其次，开关元件在直流升压斩波电路中起到非常重要的作用。
常见的开关元件包括晶体管和MOSFET等。
它们的主要功能是控制输入电源与能量储存元件之间的连接和断开，并在连接和断开时提供高效的电能转换。
开关元件以一定的频率工作，由控制电路提供控制信号来控制其开关状态。
在直流升压斩波电路中，能量储存元件主要是电感和电容。
它们通过储存和释放电能的方式来实现电压的升压功能。
电感主要用于储存电能，电容则负责平滑电流和电压。
在电路工作过程中，储存元件会不断地储存和释放能量，以满足输出负载的需求。
最后，输出负载是直流升压斩波电路的终端设备，它可以是各种电子设备，如LED灯、电动机、无线充电器等。
输出负载需要稳定的直流电源来正常工作。
直流升压斩波电路通过增加电压来满足输出负载对电能的需求。
接下来，我们将详细解释直流升压斩波电路的工作原理。
首先，在开关元件闭合的时间段内，输入电源的电能被储存在电感中，此时电感的电流增加。
当开关元件打开时，电源与电感相隔断，但由于电感的特性，电流不会突然变为零，而是通过自感电压的作用，将电流委托给电容。
在此过程中，开关元件的打开导致电容和负载形成一个回路，电流会继续流动。
升压斩波电路
升压斩波电路(总15页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-目录引言.......................................................................... 错误!未定义书签。
1 升压斩波工作原理................................................ 错误!未定义书签。
主电路工作原理.............................................. 错误!未定义书签。
2 升压斩波电路的典型应用.................................... 错误!未定义书签。
3 设计内容及要求 ................................................... 错误!未定义书签。
3．1输出值的计算........................................... 错误!未定义书签。
4硬件电路 ............................................................... 错误!未定义书签。
控制电路 ........................................................... 错误!未定义书签。
触发电路和主电路........................................... 错误!未定义书签。
.元器件的选取及计算....................................... 错误!未定义书签。
5.仿真....................................................................... 错误!未定义书签。
6．结果分析 ........................................................... 错误!未定义书签。
(完整word版)直流升压斩波电路课程设计
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文)题目:升压直流斩波电路实验装置院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名:指导教师：起止时间：2013-12-30至2014—1-10院(系)：电气工程学院教研室:电气注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要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为另一固定电压或可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况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用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，利用不同的斩波电路的组合可以构成符合斩波电路,如电流可逆斩波电路,桥式可逆斩波电路等.利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路.关键字：直流斩波；升压斩波；变压器目录第1章绪论 (1)第2章直流升压斩波电路的设计思想 (3)2.1直流升压斩波电路原理 (3)2.2参数计算 (4)第3章直流升压斩波电路驱动电路设计 (5)第4章直流升压斩波电路保护电路设计 (6)4。
1过电流保护电路 (6)4.2过电压保护电路 (6)第5章直流升压斩波电路总电路的设计 (8)第6章直流升压斩波电路仿真 (9)6.1仿真模型的选择 (9)6。
2仿真结果及分析 (9)第7章设计总结 (12)参考文献 (13)附录:元件清单 (15)第1章绪论直流升压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。
升压斩波电路
✧3.1 基本斩波电路重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。
3.1.1 降压斩波电路斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中E m所示工作原理，两个阶段✧✧t=0时V导通，E向负载供电，u o=E，i o按指数曲线上升✧✧t=t1时V关断，i o经VD续流，u o近似为零，i o呈指数曲线下降✧✧为使i o连续且脉动小，通常使L值较大E图3-1 降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形✧数量关系电流连续时，负载电压平均值E E Tt E t t t U onoff on on o α==+=（3-1）α导通占空比，简称占空比或导通比U o 最大为E ，减小α，U o 随之减小 降压斩波电路。
也称为Buc k 变换器（Buc k Converte r ）。
负载电流平均值RE U I mo o -=（3-2）电流断续时，u o 平均值会被抬高，一般不希望出现斩波电路三种控制方式（1）脉冲宽度调制（PWM ）或脉冲调宽型——T 不变，调节t o n（2）频率调制或调频型——t o n 不变，改变T （3）混合型——t o n 和T 都可调，使占空比改变 其中PWM 控制方式应用最多基于“分段线性”的思想，可对降压斩波电路进行解析3.1.2 升压斩波电路1. 升压斩波电路的基本原理R图3-2 升压斩波电路及其工作波形a ）电路图b ）波形量相等()offo on t I E U t EI 11-=（3-20）化简得：E t T E t t t U offoffoffon o =+=（3-21）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 变换器off t T /——升压比，调节其即可改变U o 。
将升压比的倒数记作β，即Tt o f f =β。
β和导通占空比α有如下关系：1=+βα （3-22）因此，式（3-21）可表示为E E U o αβ-==111（3-23）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 2. 升压斩波电路的典型应用 ✧ ✧ 直流电动机传动✧ ✧ 单相功率因数校正（Powe r Fa c tor Corr ec tion —PFC ）电路✧ ✧ 用于其他交直流电源中a)E图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a ） 电路图 b ） 电流连续时 c ） 电流断续时用于直流电动机传动时✧ ✧ 通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源✧ ✧ 实际L 值不可能为无穷大，因此有电动机电枢电流连续和断续两种工作状态✧ ✧ 电机反电动势相当于图3-2中的电源，此时直流电源相当于图3-2中的负载。
升压型直流斩波电路输出电压高于电源电压的原因
升压型直流斩波电路是一种将输入的直流电压转换为输出的脉冲电压，且输出电压高于输入电源电压的电路。
这种情况通常是通过变压器、电感和电容等元件组成的。
以下是升压型直流斩波电路输出电压高于电源电压的一种常见情况：
1. 原理解释：
升压型直流斩波电路利用了电感的储能和释能特性以及开关元件的控制来实现输出电压高于电源电压。
这是通过以下过程实现的：
储能阶段：在一个时间段内，电感储存了输入电源电压的能量。
释能阶段：开关元件被打开，电感释放储存的能量，导致电流减小，并产生了一个电磁感应电动势，使得输出电压超过输入电源电压。
2. 开关控制：
升压型直流斩波电路通常包括一个开关元件（如开关管、晶闸管等），通过控制开关元件的导通和关断，可以改变电感储能和释能的过程，从而实现输出电压高于电源电压的效果。
升压型直流斩波电路的实现涉及复杂的电路设计和控制策略。
电路中的元件参数、开关频率、控制方法等都会影响电路的工作性能。
因此，在设计和应用过程中需要充分考虑各种因素，以确保电路的稳定性和效率。
直流升压斩波电路课程设计
直流升压斩波电路课程设计介绍如下：
直流升压斩波电路是一种能够将直流电源输出电压升高的电路，其基本结构包括斩波电路和升压电路。
在本次课程设计中，我们将设计一种直流升压斩波电路，并通过实验验证其性能。
设计需求：
1.输入电压：12V直流电源；
2.输出电压：至少24V；
3.斩波电路：使用快速二极管；
4.升压电路：使用升压变压器；
5.输出电压稳定性：±2%；
6.负载变化时输出电压稳定性：±5%。
设计步骤：
1.根据设计需求，选择适合的二极管和变压器。
在实验中我们选择快速二极管1N4148
以及3:1的升压变压器；
2.根据升压电路的特点，需要选择合适的升压交流电压。
一般情况下，将输入交流电
压直接升高三倍的场合比较适宜。
根据实验需要，我们选择将输入电压升高2倍，即使用3:1的升压变压器；
3.设计斩波电路。
斩波电路是直流升压斩波电路的关键。
为了避免斩波电路对输出电
压的影响，我们选择快速二极管1N4148作为斩波管，将其正向的承受电压设为12V 即可；
4.设计升压电路。
升压电路是直流升压斩波电路的另一个重要组成部分。
根据设计需
求，我们选择将输入电压升高2倍，因此需要选用3:1的升压变压器；
5.组装电路并测试。
将斩波电路和升压电路组装在一起，接入12V直流电源。
使用示
波器检测电路输出电压波形，并进行输出稳定性测试，最终得出该直流升压斩波电路的性能。
通过以上设计步骤，我们可以设计出一款简单的直流升压斩波电路，并通过实验验证其性能。
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1、熟悉直流斩波电路的工作原理。
2、掌握直流斩波电路的基本组成和结构。
3、学会使用实验设备对直流斩波电路进行测试和分析。
4、深入理解斩波电路中占空比与输出电压之间的关系。
二、实验设备1、直流电源2、示波器3、信号发生器4、电阻、电容、电感等电子元件5、数字万用表三、实验原理直流斩波电路是将直流电源电压斩成一系列脉冲电压，通过改变脉冲的宽度或频率来控制输出电压的平均值。
常见的直流斩波电路有降压斩波电路（Buck 电路）、升压斩波电路（Boost 电路）和升降压斩波电路（BuckBoost 电路）等。
以降压斩波电路为例，其工作原理如下：当开关管导通时，电源向负载供电，电感储存能量；当开关管截止时，电感释放能量，二极管续流，维持负载电流连续。
通过调节开关管的导通时间与周期的比值（即占空比 D），可以改变输出电压的平均值。
输出电压的平均值＄U_{o}＄与输入电压＄U_{in}＄的关系为：＄U_{o} ＝ D ＼times U_{in}＄，其中 D 为占空比。
四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路，仔细检查电路连接是否正确，确保无误。
2、调节直流电源，使其输出一个合适的电压值，作为输入电压。
3、设置信号发生器，产生合适的控制信号，控制开关管的导通与截止。
4、用示波器观察输入电压和输出电压的波形，测量并记录其幅值、频率和占空比。
5、改变占空比，重复步骤 4，记录不同占空比下的输出电压值。
6、对升压斩波电路和升降压斩波电路进行同样的实验操作。
五、实验数据记录与分析｜占空比 D ｜输入电压＄U_{in}＄（V）｜输出电压＄U_{o}＄（V）｜理论计算值＄U_{o}＄（V）｜误差｜｜｜｜｜｜｜｜ 02 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 20 ｜ 0% ｜｜ 04 ｜ 10 ｜ 40 ｜ 40 ｜ 0% ｜｜ 06 ｜ 10 ｜ 60 ｜ 60 ｜ 0% ｜｜ 08 ｜ 10 ｜ 80 ｜ 80 ｜ 0% ｜从实验数据可以看出，实际测量值与理论计算值基本相符，误差在可接受范围内。
升压斩波电路的实验总结
升压斩波电路的实验总结一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和测量，深入理解升压斩波电路的工作原理和特性，掌握其在实际应用中的运行方式和效果，为后续的电力电子相关研究和应用打下基础。
二、实验原理升压斩波电路是一种常用的直流-直流变换电路，主要用于提高电源电压。
其工作原理是：在输入电压的一个周期内，通过控制开关管的通断，将输入的直流电压斩波成脉冲电压，再通过滤波电路滤波后得到输出电压。
通过调节开关管的通断时间比例，可以改变输出电压的大小和极性。
三、实验步骤1.搭建升压斩波电路，包括电源、斩波开关管、滤波电容、负载等部分；2.连接电路，确保所有连接正确无误；3.打开电源，调整输入电压，观察斩波开关管的工作状态；4.使用示波器测量输入、输出电压波形；5.改变斩波开关管的通断时间比例，观察输出电压的变化；6.记录实验数据和波形，为后续分析提供依据。
四、实验结果与分析实验结果显示，随着斩波开关管通断时间比例的增大，输出电压逐渐升高。
当斩波开关管完全导通时，输出电压等于输入电压；当斩波开关管完全截止时，输出电压为0。
此外，通过滤波电容的滤波作用，斩波后的脉冲电压可以被平滑为较为理想的直流电压。
实验结果的分析表明，升压斩波电路可以通过调节斩波开关管的通断时间比例来实现输出电压的调节，具有简单、可靠、高效等优点。
在实际应用中，升压斩波电路可以用于各种需要提高电源电压的场合，如电动车充电、光伏发电系统等。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了升压斩波电路的工作原理和特性，掌握了其在实际应用中的运行方式和效果。
实验结果表明，升压斩波电路具有简单、可靠、高效等优点，可以用于各种需要提高电源电压的场合。
通过进一步的研究和应用，可以更好地发挥升压斩波电路在电力电子领域的作用和价值。
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《电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：电气工程及其自动化班级：完成时间：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电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输入点能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。
电能的形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将电力电子电路分为四大类型，即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。
该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展，DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
目前直流变换电路的用途非常广泛，无论是从性能、功率还是节能性上，都处于不断地发展之中。
其中升压直流斩波电路是输出电压高于电源电压的一种斩波电路，主要运用于直流电动机传动、单相功率因数校正以及交直流电源中。
该设计中，运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波电路结合，从而实现升压直流斩波。
通过方案选定，电路构造以及电路调试，最终基本实现升压直流斩波电路功能。
由于知识浅薄，该课程设计说明书里还存在不少纰漏和错误，殷切希望老师和同学们的批评指正。
关键词：直流；斩波；升压1 绪论 (1)1.1 电力电子技术的介绍 (1)1.2 电力电子技术的应用 (1)1.3 直流直流变流技术 (2)1.4 设计要求 (2)2 系统总体方案设计 (2)2.1 总体电路设计框图 (2)2.2 整流电路选择 (2)3 主电路设计 (5)3.1 整流电路 (5)3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)3.1.2 整流电路工作原理 (6)3.2 升压斩波电路 (6)3.2.1 升压斩波电路及工作波形 (6)3.2.2 升压斩波电路工作原理 (7)3.3 元器件参数及选型 (7)3.3.1 晶闸管的选型 (7)3.3.2 绝缘栅双极晶体管（IGBT）选型 (9)4 控制电路及驱动电路 (11)4.1 控制电路 (11)4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)4.2 驱动电路 (13)4.3 控制和驱动电路原理图 (13)5 保护电路设计 (15)5.1 过电流保护 (15)5.2 过电压保护 (15)6 仿真电路图及结果 (16)6.1 MATLAB仿真软件 (16)6.2 整流电路仿真及部分参数设置 (16)6.2.1 整流电路仿真模型 (16)6.2.2 部分参数设置 (17)6.3 升压斩波电路仿真模型 (19)6.4 总电路仿真模型 (19)6.5 仿真波形及波形分析 (20)7 设计总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)附录A 升压直流斩波总电路图 (24)附录B 元件清单 (25)1 绪论1.1 电力电子技术的介绍电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。
1974年，美国的W .Newell用一个倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
1.2 电力电子技术的应用电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。
本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。
能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。
它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。
工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成直流电源供电，可以说有电源的地方就有电力电子技术的设备。
1.3 直流直流变流技术直流-直流变流电路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，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。
直接直流变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变成为另一固定电压或可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况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用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为带隔离的直流-直流变流电路或直-交-直电路。
直流斩波电路的种类较多，包括六种基本斩波电路：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。
直流斩波器在把直流变换成另一电压直流的过程中，依靠的是脉冲宽度调制(PWM)的工作方式，因此直流斩波调速系统也称直流脉宽调速系统。
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）两种。
前者较为通用，后者容易产生干扰。
当今世界软开关技术使得DC/DC变换器发生了质得变化和飞跃。
经济性能：直流电动机V—M调速系统使用的电源是三相交流电源，但是在许多应用场合的电源却是直流电源，例采用直流电网供电的城市公交车(电车)、地铁，由蓄电池供电的电动汽车、电瓶车等，在这种应用场合使用的直流调速系统则必须采用DC／DC变换器，即在这种应用场合不能使用V—M调速系统，而应使用直流斩波调速系统。
1.4 设计要求电路中要求：交流电源为单相220V，前级整流输出电压限制在50V以内，斩波电路所带负载为纯电阻负载，斩波电路输出电流最大值为2A，输出直流电压在50～100V可调。
2 系统总体方案设计该设计中，升压直流斩波电路有前级整流电路和升压斩波主电路构成。
下面将就前级整流电路的选择进行说明。
2.1 总体电路设计框图图1 系统设计框图交流输入、直流输出的开关电源将交流电转换为直流电，再通过升压斩波电路输出直流可调电压，其基本的变换过程如图1所示。
2.2 整流电路选择单相整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，整流的结构也较多。
因此在做设计之前主要考虑了以下几种方案：方案一：单相桥式半控整流电路电路简图如图2所示。
图2 单相桥式半控整流电路图2电路中，对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗。
如果不加续流二极管，当α突然增大至180°或触发冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期为ud为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。
所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。
方案二：单相桥式全控整流电路电路简图如图3所示。
图3 单相桥式全控整流电路图3电路中，对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高。
方案三：单相半波可控整流电路电路简图如图4所示。
图4 单相半波可控整流电路图4电路中，只需要一个可控器件，电路比较简单，VT的a移相范围为180。
但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的容量。
实际上很少应用此电路。
方案四：单相全波可控整流电路电路简图如图5所示。
图5 单相全波可控整流电路图5电路中，变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
相同的负载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
在以上不同单相整流电路中，单相桥式全控整流电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高，因此，在整流电路选择单相桥式全控整流电路, 即采用方案二。
3 主电路设计主电路由前级整流电路与升压斩波电路构成，下面就整流电路与升压斩波电路进行说明。
3.1 整流电路整流电路的任务是将交流电变换成直流电。
完成这一任务主要是靠晶闸管的单向导电作用，因此晶闸管是构成整流电路的关键元件。
3.1.1 整流电路图及工作波形该电路中电源变压器的作用是将交流电网电压V变成整流电路要求的交流1电压tVωVsin=，电阻R是要求直流供电的负载电阻，四只晶闸管接成电桥222的形式，故有桥式整流电路之称。
前级整流电路图如图6所示，工作波形图如图7 所示。
图6 单相桥式全控整流电路图图7 单相桥式全控整流电路工作波形图3.1.2 整流电路工作原理在电源电压正半周期间，VT1、VT2承受正向电压，若在时触发，VT1、VT2导通，电流经VT1、负载、VT2和T 二次侧形成回路，但由于大电感的存在，过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT2继续导通，直到VT3、VT4被触发导通时，VT1、VT2承受反相电压而截止。