直流升降压斩波电路
升降压斩波器电路图及工作原理说明
BUCkDC／DC变换器控制模块电源设计思路发布:2011-09-07 | 作者: | 来源: ducuimei | 查看:514次 | 用户关注：直流斩波电路实验的内容包括两种最基本的斩波电路：降压斩波电路和升压斩波电路。
图1所示的是降压斩波电路的原理图。
降压斩波电路的基本原理是：在开关V导通期间，电源F向负载供电，负载电压uo＝E，负载电流按指数曲线上升；在V关断期间，负载电流经二极管VD续流，负载电压1／0近似为0，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，负载电压的平均值为：图1降压斩波电路原理图图2所示为升压斩直流斩波电路实验的内容包括两种最基本的斩波电路：降压斩波电路和升压斩波电路。
图1所示的是降压斩波电路的原理图。
降压斩波电路的基本原理是：在开关V导通期间，电源F向负载供电，负载电压uo＝E，负载电流按指数曲线上升；在V关断期间，负载电流经二极管VD 续流，负载电压1／0近似为0，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，负载电压的平均值为：图1 降压斩波电路原理图图2所示为升压斩波电路的原理图。
分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大，在V处于通态期间，电源E向电感L充电。
充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，基本保持输出电压uo为恒值，记为Uo。
图2 升压斩波器原理图设V处于通态的时间为ton，此时电感L上积蓄的能量为EI1ton。
当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。
设V处于断态的时间为toff，贝刂在此期间电感L释享308PIC单片机应用开发典型模块放的能量为（UO －E）I1toff°当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：升压斩波电路的输出电压高于电源电压。
控制电路需要实现的功能是产生PWM信号，利用PIC16F877的PWM模块产生该信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比α的调节，达到控制输出电压大小的目的。
直流斩波电路工作原理
直流斩波电路工作原理及输出输入关系升压斩波电路（Boost Chopper ）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1i ，电容C 向负载R 供电，输出电压0u 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 ，则此期间电感L 释放能量为off t i E u 10)(-稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等：on t Ei 1=off t i E u 10)(-化简得 E t T E t t t u o f fo f f o f fon =+=0 off t T ——升压比；升压比的倒数记作β ，即offt T =β β和α的关系：a +β=1所以输出电压为E E u αβ-==111升降压斩波电路 (buck -boost Chopper)降压斩波电路V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为1i ，同时，C 维持输出电压恒定并向负载R 供电，这时E u L =。
V 断时，L 的能量向负载释放，电流为2i 。
负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，这时0u u L -=。
稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，即⎰⎰⎰=-=+=Toff on Tt off L t on L L t u Et dt u dt u dt u on on 00)(0)(0 所以输出电压为：E E t T t E t t u oN on off on αα-=-==10 （on t 为 V 处于通态的时间，off t 为V 处于断态的时间）Cuk斩波电路(a)电路图(b) 等效电路Cuk斩波电路及其等效电路V 通时，开关S 合向B 点，E —1L —V 回路和R —2L —C —V 回路有电流，这时2i i C =。
大功率dc-dc直流斩波升降压电路
大功率dc-dc直流斩波升降压电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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直流升压降压原理
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V D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 Converter ）。
负载电流平均值RE U I m o 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➢➢工作原理✧✧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u o为恒值，记为U o。
设V通的时间为t o n，此阶段L上积蓄的能量为E I1t o n✧✧V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t o f f，则此期间电感L释放能量为()off ot IEU1-✧ ✧ 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等()off o 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。
4-7-升降压斩波电路
Buck‐Boost电路
Q
L
U g −buck
D
CO2
RL
uO
Buck‐Boost输入电源从不直接为负载供电。 对于buck‐boost来说，输入和输出侧都没有电感，输入输出 纹波都很大
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
Buck-Boost电路
？3 电感的储能能力要求更高了？
Q导通期间电感端电压 uL ton = ug Q关断期间电感端电压 uL toff = +uO 根据电感伏秒平衡原理
uL ton ⋅ ton + uL toff ⋅ toff = 0
ug ⋅ ton + uo ⋅ toff = 0
D CO
RL uO
M = uo = − ton
ug
toff
Buck电路
PO Ug
buck-boost：
IV
+
PPK
=
2PO uD
g
IV
+ PPK
=
u
2PO
(1-D)
O
uL ug DTS
O
uO
t
Ipk iL
IV
ΔiL
O
TS
t
Ig，IO
IO
Ig
O
t
buck：IV
+
PPK
=
2IO
=
2PO u
O
boost：IV
+
PPK
=
2Ig
=
2PO u
g
本讲小结
1）升降压斩波电路演变及输入输出关系； 2）连续导通模式相关波形 3）三种基本变换器的简单比较
直流斩波电路工作原理分析
直流斩波电路工作原理分析直流斩波电路的主要是实现直流电能的变换，对直流电的电压或电流进行控制。
按照输入电压与输出电压之间的关系，可以分为六种不同的形式，分别为降压斩波电路（BUCK ）、升压斩波电路（BOOST ）、升降压斩波电路（BUCK-BOOST ）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。
下面分别对它们的工作原理进行简单的介绍。
一．降压斩波电路降压斩波（BUCK ）电路的拓扑结构图如1-1所示。
U io图1-1 BUCK 电路拓扑结构分析在开关器件导通和关断时，电路的动态工作过程。
图1-1中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。
在续流过程中，根据电感中的电流的不同分为，电感电流连续（CCM ）和断续（DCM ）两种情况。
由此可以得到降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示。
U ioa) S 导通时等效电路oCob) S 关断，i L ≠0时等效电路c) S 关断，i L =0时等效电路图1-2 BUCK 电路动态工作过程在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。
u Su Li Li La) 电感电流连续时波形b) 电感电流断续时波形图1-3 BUCK 电路的工作原理图由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有()(1)0i o o U U D U D ---= （1-1）化简可得o i U DU = （1-2）b) 电感电流断续时，有1()0i o o U U D U --∆= （1-3）化简可得1o i DU U D =+∆ （1-4） 由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。
二．升压斩波电路升压斩波（BOOST ）电路的拓扑结构如图2-1所示。
U iLo图2-1 BOOST 电路拓扑结构在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示。
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。
升压斩波电路
目录引言 (2)1 升压斩波工作原理 (2)1.1 主电路工作原理 (2)2 升压斩波电路的典型应用 (4)3 设计内容及要求 (6)3．1输出值的计算 (7)4硬件电路 (7)4.1控制电路 (7)4.2 触发电路和主电路 (9)4.3.元器件的选取及计算 (10)5.仿真 (11)6．结果分析 (14)7．小结 (14)8.参考文献 (14)引言随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。
所有的电力设备都需要良好稳定的供电，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种类别直流任务。
但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC 变换。
直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的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运用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、有源滤波能领域得到了广泛的应用。
但以IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：（1）系统损耗的问；（2）栅极电阻；（3）驱动电路实现过流过压保护的问题。
直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。
PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。
随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点1 升压斩波工作原理1.1 主电路工作原理1)工作原理假设L和C值很大。
V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。
直流斩波电路ppt课件
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3、 谐波分析
负载电压和负载电流都不是正弦波， 含有大量谐波。
电阻性负载，含有基波和3、5、7… 次谐波。
阻感性负载和上述情况也相同。
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4、 斩控式交流调压电路 斩控式交流调压电路一般采用全控型器件，
但是其输出为同频率的交流电。
10
3．1．3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 1、 升降压斩波电路
工作原理： V导通，E向L储能，电流为i1；同时，C向负载供电； V关断，电感向负载释放能量，电流为i2，同时C充电，
可见负载电压和E方向相反。 改变占空比α，输出电压即可上升也可下降。
11
输出电压计算：
稳态时，L一周期内电感充放电总量为零,
第三章 直流斩波电路
将电压恒定不变的直流电变为电压 大小可调的直流电称为直流斩波。
常用的直流斩波电路包括：降压斩 波电路、升压斩波电路、升降压斩波电 路等，前两种电路应用广泛，而且是其 他斩波电路的基础。
1
3 . 1 基本斩波电路
3．1．1 降压斩波电路
斩波电路的基本用途是拖动直流电动机， 也可带蓄电池负载，总之负载中都有反电势。
和机械开关投切电容器方式比较，晶闸管 投切电容器（TSC）是一种性能优良的无 功补偿方式。
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电路工作原理是：两个晶闸管轮 流导通，使电容上电压和电源电压同 相，电容上电流滞后电压90°，因此， 可以提高电路的功率因数。
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为减少电容投入过程中的冲击电流，应使电容 预先充电至电源电压峰值，然后在电源电压峰值时 将电容投入，这时电流为零。如图所示。
根据三相联结形式的不同，三相交流 调压电路具有四种形式，分别为： 星型联结， 负载三角形联结 支路三角形联结 器件三角形联结。 其中a、c种最常用。
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。
第4讲 直流斩波电路2
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2、B型双象限斩波器
B型双象限斩波器是指输出电压极性可变，但输出电流平 均值始终为正，电路工作在第一和第四象限。
电路有三种工作模式： 1）两斩波器件CH1和CH2同时导 通，且DU>E时，负载吸收能量。 2 ）其中一个斩波器件和一个二 极管同时导通，例如 CH1 和 VD2 同时导通或 CH2 和 VD1 同时导通 时， ud=0，id 经这二个导通的元 件续流。 3）两个斩波器件CH1和CH2 同时关断，两个二极管VD1和 VD2同时导通，且U<E时，负载 放出能量。
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3.5.4 推挽变换器
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3.5.4 半桥变换器
电路结构
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电阻性负载：
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加输出整流可得到直流电压，直流输出电压纹波正比于 电容C1,C2上的电压脉动。 电容充放电电流=IN1/2，，IN1=Po/(ηUi/2) ΔUc=(IN1/2)(T/2)/C，，C>=100Po/(η f γUi2)
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3.2.5 四象限斩波器
桥式可逆斩波电路——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 V4 保持通时，等效为图 3-7a 所示的电流可逆斩波电 路，提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限。
使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流 可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工 作于第3、4象限 。
变压器星号为正端，副边形成功率通路 u2=n*ui (n=N2/N1为变比) D2反压截止 D3反压截止
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直流升降压斩波电路的设计
摘要20世纪80年代以来，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管。
利用全控型器件可以组成变流器。
直流-直流变换器就是其中一种，它广泛应用于通信交换机、计算机以及手机等电子设备的开关电源。
直流—直流变流电路（DC-DC Converter）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（DC Chopper），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。
本文着重介绍升降压斩波电路的原理和基于matlab的simulink的升降压斩波电路的仿真以及用一种芯片的方法实现升降压斩波。
关键词:直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真目录1 绪论 (1)1.1电力电子技术的概况 (1)1.2电力电子技术的发展 (1)1.3电力电子技术的重要应用 (2)2 总体方案设计 (3)2.1设计要求 (3)2.2升降压斩波电路整体设计方案 (3)2.3方案确定 (3)3 主电路设计 (4)3.1主电路原理 (4)3.2波形图 (5)3.3主要元器件选择 (6)4 控制与驱动电路设计 (7)4.1控制电路设计 (7)4.2驱动电路设计 (8)5 保护电路设计 (9)5.1过电流保护 (9)5.2过电压保护 (9)6 仿真分析 (10)6.1仿真软件介绍 (10)6.2建立仿真模型 (10)6.3仿真结果分析 (12)结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 (18)1绪论1.1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。
升、降压直流斩波电路及matlab仿真
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。
1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。
直流升降压斩波电路
课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：肖文英职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：完成时间：摘要20世纪80年代以来，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管。
利用全控型器件可以组成变流器。
直流-直流变换器就是其中一种，它广泛应用于通信交换机、计算机以及手机等电子设备的开关电源。
直流—直流变流电路（DC-DC Converter）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（DC Chopper），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。
本文着重介绍直流升降压斩波电路的原理和基于MATLAB的Simulink的直流升降压斩波电路的仿真。
关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真ABSTRACTSince the 1980s, electronic information technology and power electronics technology development on the basis of their relative combine to produce a generation of high-frequency, full-controlled power electronic devices, there is a typical representative ofgate-turn-off thyristor, power transistors, power field effect transistor and an insulated gate bipolar transistor. The use of full-controlled device may be composed of the converter. DC - DC converter is one of them, it is widely used in telecommunications switches, computers and mobile phones and other electronic devices switching power supply. DC - DC converter circuit (DC-DC Converter) function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage, direct-current converter circuit including direct and indirect DC converter circuit. Direct DC converter circuit is also known as a chopper circuit (DC Chopper), its function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage. This article focuses on the DC-down chopper circuit principle and based on MATLAB Simulink DC buck converter circuit simulation.Key words:DC-DC converter circuit; Lift pressure chopper; Simulink; Simulation目录1升降压斩波电路的原理11.1基本原理11.2波形图 22控制和驱动电路 33保护电路及其他辅助电路 43.1保护电路43.1.1过电压保护 43.1.2过电流保护 53.2直流供电电源 53.3器件选择64仿真分析 64.1建立仿真模型 64.2仿真结果分析75设计总结 8参考文献9附录101升降压斩波电路及基本原理1.1工作原理图1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper ）原理图。
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。
升降压斩波电路原理
升降压斩波电路原理
升降压斩波电路是一种常见的电路设计，用于将输入电压进行升降调节并同时去除电路中的杂音和波动。
该电路具有以下原理部分：
1. 输入电压传递：
该电路的第一步是将输入电压传递到变压器或者电感器。
变压器可以根据需要抬高或降低输入电压。
电感器则通过电感原理来实现对电压的增加或减少。
2. 整流：
接下来，电路使用整流器将交流输入电压转换为直流电压。
整流器一般采用二极管桥等元件，通过去除负半周期的信号将输入信号转换为直流信号。
3. 存储：
在整流之后，电路使用储能元件（如电容器或电感器）来存储电能。
电容器可以存储电荷，电感器则可以存储磁能。
4. 控制开关：
接下来，电路会使用功率开关元件（比如晶体管或MOSFET 等）来控制储能元件与输入电源之间的连接。
开关的开关频率一般很高，通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间。
5. 过滤：
最后，电路通过滤波电路来去除残余的杂波和纹波。
滤波器通常包括电容和电感元件，通过对不同频率信号的衰减和通路
的选择，将输出电压的波动减至最低。
通过上述步骤，升降压斩波电路可以实现对输入电压的升降调节，并同时去除电路中的杂音和波动，得到所需的稳定输出电压。
第9章-直流斩波电路2
Ui
• 在输出滤波电感电流连续旳情况下，即每七天期 S开通时电感L旳电流不为零，输出电压为
Uo
U N2
N2 N1
Ui
• 电压变换比：
M Uo N2
Ui
N1
• 一般取N3=N1，不超出0.5，以确保铁芯能可靠 地磁通复位。
• 双管箝位单端正激变换电路，亦称作混合桥单端正激变
换电路（Hybrid-Bridge Single-Ended Forword Converter）
工作原理
V
L
i
R
o
i
E
G
VD u
o
t=0时刻驱动V导通，电源E向
i
负载供电，负载电压uo=E，负
G O
载电流io按指数曲线上升。
i o
t on T
i 1
a) 电路图 t
off
i 2
t=t1时控制V关断，二极管VD O
I 10
续流，负载电压uo近似为零，
u o
E
I 20
t 1
负载电流呈指数曲线下降。
(1
N1 N3
)U
i
+Ui
N1 N3
Ui
• S关断后到下一次再开通旳一段时间内，必须设 法使励磁电流及磁通降回到零，磁通复位，不 然下一种开关周期中，激磁电流及磁通将在本 周期结束时旳剩余值基础上继续增长，并在后来 旳开关周期中依次累积起来，变得越来越大，从 而造成变压器旳铁芯饱和。
+Ui
N1 N3
1)反激电路(Flyback)旳工 作过程：
S开通后，VD处于断态，
W1绕组旳电流线性增 长，电感储能增长；
S关断后，W1绕组旳电
直流斩波变换电路
ห้องสมุดไป่ตู้
01
02
直流斩波电路：将一个固定的直流电压变换成大小可变的直流电压的电路。也称之为直流变换电路。 直流斩波技术的应用：被广泛应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源(UPS)、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及电动汽车的控制。从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。 直流变换系统的结构如图6-1所示:
图6-1 直流变换系统的结构图
第六章 直流斩波变换电路
第一节 降压式斩波变换电路
一、基本斩波器的工作原理
降压式斩波电路的输出电压平均值低于输入直流电压Ud 。 最基本的降压式斩波电路如图6-2所示：Q为斩波开关，是斩波电路中的关键功率器件，它可用普通型晶闸管、可关断晶闸管GTO或者其它自关断器件来实现。
1
ILB和Io可用它们的最大值表示：
2
如果负载电流平均值降到低于Io，那么电流将由连续导通变为不连续导通的工作模式。
3
6.2 升压式斩波电路
6.2 升压式斩波电路
三、电流不连续导通的工作模式 在Ud和k保持不变的条件下，逐步减小输出负载功率的，升压式变换电路从电流连续导通模式向不连续导通模式变化，波形如图6-10所示。图6-10a为连续导通时电感中的电压与电流波形；图6-10b为电流不连续导通时电感中的电压与电流波形。这两种情况的电流峰值iLm是一样的，但是非连续导通模式的输出功率将减小。
6.2 升压式斩波电路
6.1 降压式斩波变换电路
6.1 降压式斩波变换电路
1
电流不连续导通时的工作模式
2
图6-6 Ud不变时非连续的电压、电流波形
3
电流不连续导通的工作模式分为输入电压Ud不变和输出电压UO不变两种情况，这里主要介绍Ud不变的非连续导通模式。
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要求最大输出电流为2A，故负载功率围为20~200W，流过VT二极管、V三极管的最大电流为2A。熔断器的最大熔断电流为2A。可选WICKMANN 181 2A陶瓷管保险丝。
整流电路中二极管选择为IN5232，驱动电路中二极管选择为IN4148，驱动电路中C1为0.01μF
4仿真分析
4.1建立仿真模型
在电力电子设计过程中利用MATLAB来进行仿真建模分析有很大的好处，它不但非常方便而且能够在很大程度围减少因设计问题而造成的浪费。
这里的仿真主要是运用MATLAB软件中的Simulink工具。先从Simulink的元件库中找到需要用的元件，然后搭建相应的主电路，设置好参数后即可进行仿真。仿真电路图如下所示：
图9 仿真波形图2
（3）当占空比 =30%时，如果输入电压E时输出电压低于输入电压，是降压式变换，如图10所示。
图10 仿真波形图3
5设计总结
通过这次课程设计，让我对电力电子技术有了更深的认识，让我进一步了解了电力电子器件。在这次课程设计中我主要担任电路仿真的工作，虽然在此期间遇到了很多困难，重复了很多遍都没有仿成功，但是经过查找资料，向老师同学请教，之后得到你要的结果时，那种喜悦感，那种兴奋感如果没有这一过程是无法体会的。仿真让我进一步学习了MATLAB软件，学会了很多关于仿真的知识。当然，此过程少不了老师的付出和同学合作。这次的设计也让我认识到了理论与实际结合的重要性。
其特点如下：
（1）工作电压围宽：8—35V。
（2）5.1（11.0%）V微调基准电源。
（3）振荡器工作频率围宽：100Hz—400KHz.
（4）具有振荡器外部同步功能。
（5）死区时间可调。
（6）置软启动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：mA(峰值)。
图7仿真电路图
4.2仿真结果分析
（1）当占空比K=50%时，如果输入电压E=100V，则 =0.5×100÷（1-0.5）=100V，这时输出电压等于输入电压，是等压式变换，如图8所示
图8 仿真波形图1
（2）当占空比 =70%时，如果输入电压E=100V，则 =0.7×100÷（1-0.7）=700/3V=233V，这时输出电压高于输入电压，是升压式变换，如图9所示。
因为电源为交流单项220V，变压器变比需满足
： =220:166.7=1:1
此时前级整流输出电压E为200V。
并且为满足输出电流 最大2A，整流电路中每个二极管所承受的最大电流为， = /2=1A。
变压器二次侧的电流2A，由变压器变比为1:1，流过一次侧的电流为2A。
3.3器件选择
要求输出直流电压 在100~300V可调，由输出电压公式 可知，当 为100V时，占空比 =1/3；当 为300V时，占空比 =3/5。即控制占空比 在1/3~3/5之间，可得输出直流电压 在100~300V可调。
Key words:DC-DC converter circuit; Lift pressure chopper; Simulink; Simulation
1升降压斩波电路的原理1
1.1基本原理1
1.2波形图2
2控制和驱动电路3
3保护电路及其他辅助电路4
3.1保护电路4
3.1.1过电压保护4
3.1.2过电流保护5
3.2直流供电电源5
3.3器件选择6
4仿真分析6
4.1建立仿真模型6
4.2仿真结果分析7
5设计总结8
参考文献9
附录10
1升降压斩波电路及基本原理
1.1工作原理
图1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper）原理图。电路中电感L值很大，电容C值也很大。因为要使得电感电流和电容电压基本为恒值。
当 时为降压，
当 时为升压，
因此该电路称为升降压斩波电路。
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。
1.2波形图
图3 控制和驱动电路
3保护电路及其它辅助电路的设计
3.1保护电路
电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适，驱动电路设计良好外，采用合适的过电压保护、过电流保护也是必须的。
3.1.1抑制过电压的方法：
用非线性元件限制过电压的幅度，用电阻消耗生产过电压的能量，用储能元件吸收生产过电压的能量。
对于非线性元件，不是额定电压小，使用麻烦，就是不宜用于抑制频繁出现过电压的场合。所以我们选用储能元件吸收生产过电压的能量的保护。使用RC吸收电路，这种保护可以把变压器绕组中释放出的电磁能量转化为电容器的电场能量储存起来。由于电容两端电压不能突变，所以能有效抑制过电压，串联电阻消耗部分产生过电压的能量，并抑制LC回路的震动。保护电路如图所示。
课程设计说明书
直流升降压斩波电路的设计
院 、 部：电气与信息工程学院
学生：
指导教师：肖文英职称副教授
专 业：电气工程及其自动化
班 级：
完成时间：
摘 要
20世纪80年代以来 ，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管。利用全控型器件可以组成变流器。直流-直流变换器就是其中一种，它广泛应用于通信交换机、计算机以及手机等电子设备的开关电源。直流—直流变流电路（DC-DC Converter）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（DC Chopper），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。本文着重介绍直流升降压斩波电路的原理和基于MATLAB的Simulink的直流升降压斩波电路的仿真。
图5 快速熔断器
3.2直流供电电路
图6直流电源
负载平均电压 升高，纹波减小，且 C越大，电容放电速率越慢，则负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。为得到平滑的负载电压，一般取
式中T为电源交流电压的周期。电容滤波电路的负载电压 与 的关系为 。
令整流后输出电压为200V，则整流前输入电压
= /1.2=200/1.2=166.7V
图1 升降压斩波电路
该电路的基本工作原理：当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其储存能量，此时电流为 ，方向如图1所示。同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中储存的能量向负载释放，电流为 ，方向如图1所示。可见，负载电压极性为下正上负，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。
SG3525部结构如图3所示，直流电源 从脚 15 接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚 5 须外接电容 CT，脚 6须外接电阻 RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定，振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出，误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。其他引脚分别为：引脚1为反相输入，2为同相输入引脚，3为同步端引脚，4为振荡器输出引脚，7为放电端引脚，8为软启动端引脚，9为补偿引脚，10为闭锁控制引脚，引脚12接地。部结构如下：
关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真
ABSTRACT
Since the 1980s, electronic information technology and power electronics technology development on the basis of their relative combine to produce a generation of high-frequency, full-controlled power electronic devices, there is a typical representative of gate-turn-off thyristor, power transistors, power field effect transistor and an insulated gate bipolar transistor. The use of full-controlled device may be composed of the converter. DC - DC converter is one of them, it is widely used in telecommunications switches, computers and mobile phones and other electronic devices switching power supply. DC - DC converter circuit (DC-DC Converter) function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage, direct-current converter circuit including direct and indirect DC converter circuit. Direct DCconverter circuit is also known as a chopper circuit (DC Chopper), its function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage. This article focuses on the DC-down chopper circuit principle and based on MATLAB Simulink DC buck converter circuit simulation.