目录
摘要 (2)
1.主电路设计 (3)
1.1 MOSFET升压斩波电路原理图 (3)
1.2 MOSFET升压斩波电路工作原理 (3)
1.3 MOSFET升压斩波电路元器件选择、参数确定 (5)
1.4 MOSFET升压斩波电路典型波形 (6)
1.5 晶闸管的触发电路 (6)
1.6 驱动电路 (8)
1.7升压斩波电路的主电路设计 (9)
2.控制电路设计 (10)
2.1控制电路原理图 (10)
2.2控制电路工作原理 (10)
3.仿真结果 (12)
4.心得体会 (14)
5. 参考文献 (15)
摘要
直流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。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合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。
早期的直流装换电路，电路复杂、功率损耗、体积大，使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小，便于集成；功率损耗少，符合当今社会生产的要求；所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。
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。利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路。本文着重解决用MOSFET作开关的升压斩波电路。
1.主电路设计
设计一个MOSFET 升压斩波电路（纯电阻负载）
设计要求：
1）输入直流电压：Ud=50V ；
2）输出功率： 300W ；
3）开关频率： 5KHz ；
4）占空比： 10%-50%；
5）输出电压脉动率：小于10%。
1.1 MOSFET 升压斩波电路原理图
MOSFET 升压斩波电路原理图如图1所示，
图1 MOSFET 升压斩波主电路原理图
1.2 MOSFET 升压斩波电路工作原理
在控制开关开通期间on t ，电流从电源正极流出，经过电感从开关流回电源负极。电容C 向R 供电，输出电压o U 上正下负。电源电压i U 全部加到电感两端L i u U ，在该电压作用下，电感电流L i 线性增长。在导通之间内，电感电流增量为：
0on
t i i i L on U U U i dt t T L L L
ρ+?===? 1-1 在控制开关关断期间off t ，L i 经二极管流出，电感电压极性将变成左负右正，
认为电感很大，L i 不变。这样，电源和电感同时给电容C 和负载R 供电，负载两端电压仍是上正下负。电感电压0L i o u U U =-<，电感电流L i 线性减小。在关断
时间off t 内，电感电流减小量的绝对值为：
()1on T
o i o i L t U U U U i dt T L L ρ---?==-? 1-2 当电路工作在稳态时，电感电流L i 波形必然周期性重复，开关导通期间电感
电流L i 的增量等于开关断开时电感电流L i 的减少量，即L L i i +-?=?。
联立可得输出电压
11o i U U ρ
=- 1-3 由上式可知，ρ是一个小于1的数，故输出电压比输入电压大。从能量守恒角度分析（假设电感足够大，电流平直），电路达到稳态时，电感在开关开通期间吸收的能量（i on U It ）与开关关断期间释放的能量（()o i off U U It -）相等。列出等式：
()i on o i off U It U U It =- 1-4
解得,
011i U U ρ
=- 1-5 下面确定电流连续的临界条件：
如果在T 时刻电感电流L i 刚好降到0。则为电流连续与断续的临界工作状态。此时2L i i ?=
升压斩波电路的输入输出功率分别为：
i i L P U I = 1-6
o o o P U I = 1-7
忽略损耗，有i o P P =，于是,
011L o o i U I I I U ρ
==- 1-8 得临界电感值为,
2(1)2
C R L T ρρ=- 1-9 确定电容的计算
电容在关断期间释放的能量与开通期间吸收的电荷相等，
o Q I T ρ?= 1-10
则电压变化量
o o o I T U T Q U C C RC
ρρ??=== 1-11 则
o o
U T C R U ρ=? 1-12 o U ?可决定脉动率。
1.3 MOSFET 升压斩波电路元器件选择、参数确定
根据设计要求可选大小为50V 的直流电压源;
选取降压斩波电路的占空比为50%;
则输出电压V U 1000=; 输出功率2o o U P R
=，要求输出功率为300W ，可计算出负载电阻Ω=3.33R ; 电压控制电压源和脉冲电压源可组成MOSFET 功率开关的驱动电路。
计算C L ：由式2(1)2
C R L T ρρ=-，周期T 可由开关频率5KHz 得出为4210s -?，把o U 、ρ、o P 代入上式得出H L c 3104.0-?=。
当C L L >时，工作在连续状态下。电感越大时，电感电流越平直。取H L 3104.0-?=。
计算C ：由式o o
U T C R U ρ=?，要求脉动率10%<，取10%; 计算V U U 10%100=?=?;
代入上式计算出F C 5103-?=，滤波电容越大，输出电压越平直。
1.4 MOSFET 升压斩波电路典型波形
MOSFET 主电路典型波形如图2所示，
图2 MOSFET 主电路典型波形
1.5 晶闸管的触发电路
作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。广义上讲，还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路。
晶闸管触发电路应满足下列要求：
1、触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念）
2、触发脉冲应有足够的幅度
3、不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内
4、应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离
图3 理想的晶闸管触发脉冲电流波形
t1~t2 脉冲前沿上升时间（<1 s ）
t1~t3 强脉宽度）
IM~强脉冲幅值（3IGT~5IGT ）
t1~t4 脉冲宽度）
I~脉冲平顶幅值（1.5IGT~2IGT ）
图4 晶闸管触发电路
V1、V2构成脉冲放大环节
脉冲变压器TM 和附属电路构成脉冲输出环节
V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出
触发脉冲
VD1和R3是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲变压器TM 释放其
I
t
I M
t 1t 2t 3t 4
储存的能量而设
1.6 驱动电路
驱动电路——主电路与控制电路之间的接口
使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义
对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现驱动电路的基本任务：
将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号
对半控型器件只需提供开通控制信号
对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号
驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离
光隔离一般采用光耦合器
磁隔离的元件通常是脉冲变压器
图5电力MOSFET的一种驱动电路
图5中是一种采用光耦合隔离的由V2、V3组成的驱动电路。当控制脉冲使光耦关断时，
光耦输出低电平，使V2截至，V3导通，MOSFET在DZ1反偏作用下关断。当
控制脉
冲使光耦导通时，光耦输出高电平，使V2导通，V3截至，经VCC、V2、RG 产生的.
正向驱动电压使MOS管开通。电源+VCC可由DC/DC芯片提供。
电力MOSFE的一种驱动电路：电气隔离和晶体管放大电路两部分；无输入信号时高速放大器A输出负电平,V3导通输出负驱动电压；当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压。
在升压斩波电路中，主电路和控制电路共地，所以驱动不用隔离。在降压斩波电路中则需要在控制电路和主电路之间加隔离。本实验装置中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，在加一级推挽电路进行放大。为了得到最佳的波形，在调试的过程中对光耦两端的电阻进行合理的搭配。
1.7升压斩波电路的主电路设计
图6 升压斩波电路的主电路
2.控制电路设计
2.1控制电路原理图
图7 控制电路原理图2.2控制电路工作原理
图8 SG3525的引脚
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；
6 脚：振荡器外接定时电阻RT端，RT值为2～150 kΩ；
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；
16脚：内部＋5 V基准电压输出
控制电路需要实现的功能是产生PWM信号，用于可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。此外，控制电路还具有一定的保护功能。
被实验装置的控制电路采用控制芯片SG3525为核心组成。芯片的输入电压为8V到35V。它的振荡频率可在100HZ到500KHZ的范围内调节。在芯片的CT端和放电端间串联一个电阻可以在较大范围内调节死区时间。此外此外，其软起动电路非常容易设计，只需外部接一个软起动电容即可。
3.仿真结果
图9 输入信号参数图
图10 仿真波形图
根据图10，我们可以很容易得出几个参数，
第一，可以读出输出电流值A I 0.30≈。
第二，可以读出输出电压值V U 1000≈。
4.心得体会
回顾此次电力电子课程设计，我感慨很多。从理论到实践，我遇到了很多困难，但是同时也学到了好多东西。它不仅巩固了以前所学的理论知识，更是学到了很多课外的东西，锻炼了自己解决实际问题的能力。
刚开始拿到这个题目时，不知道如何下手，课本上涉及这部分的原理知识比较少，光靠自己所学的知识根本解决不了，于是我去图书馆以及网站找了很多资料，学习了很多课本上没有的东西，感觉特别充实。然后在做设计的过程中我学到了很多东西，也知道了自己的不足之处，知道自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，以后还要努力。通过这次课程设计，发现了自己的不足和缺陷，也锻炼了自己将理论知识运用到实际中的能力，受益良多。
电力电子课程设计经过一周的时间完成了。虽然现在的设计题目比较简单，但通过课程设计的学习工作，使我接触了很多新的知识，也让我对这门课有了更深的了解，培养了我们求真务实的态度。我会以这次课程设计作为对自己的激励，继续学习。
本次课程设计的内容囊括了本学期所学《电力电子技术》的大部分内容，还用到了以前所学的电路、模电的知识。在设计的过程中我遇到了诸多问题，这主要是自己所学知识的不牢固和欠缺造成的。通过再次认真翻看课本，查阅资料，向老师和同学请教终于把一个又一个的问题解决掉。通过这次课程设计我不仅进一步巩固了这门课程的知识还通过亲自操作，熟悉了MATLAB等相关软件的使用方法，这为以后的学习工作提供了便利。
通过这次设计，我还发现课本上的理论知识和实践还是有一定的差别，理论知识要应用到实践中要经过仔细地思考和多次尝试，只有这要才能达到理论联系实践的效果。如果不是通过课程设计，我们的知识面可能一直停留在理论的层面。最后我要感谢那些给予我帮助的老师和同学们，没有他们的耐心帮助，本次课程设计将很难完成。
5.参考文献
[1]．王兆安、刘进军．电力电子技术（第5版）．机械工业出版社，2009
[2]．康华光、陈大钦．电子技术基础模拟部分．高等教育出版社，2002
[3]．秋关源、罗先觉．电路（第5版）．高等教育出版社，2006
电力电子技术课程设计报告题目：升压斩波电路设计 学院： 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：
升压斩波电路设计(一) 设计任务书
（二）设计说明书 目录一matlab仿真原理 1 升压斩波电路工作原理 1.1主电路工作原理 1.2 IGBT驱动电路选择 2 仿真实验 2.1仿真模型 2.2仿真实验结果及分析 2.3仿真实验结论 2.4 最优参数选择 二硬件实验 2.1 硬件电路 2.1.1整流电路 2.1.2斩波信号产生电路 2.1.3斩波电路 2.1.4总原理图 2.1.5元器件列表 2.2 PCB印刷电路板 2.3 制造输出——final 三课程设计总结 参考文献
摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boost chopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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，最后进行了GUI编程，利用图形可视化界面的直观易懂的特点，使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式，从而具有友好界面，非常方便的就可进行控制参数输入，和输出图像显示。第二部分是电路板，它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图，和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。 关键字升压斩波; SG3525;SIMULINK ; PWM;Protel
湖南工学院 课程设计说明书 课题名称：直流升压斩波电路的设计专业名称：自动化 学生班级：自本0903班 学生姓名：曾盛 学生学号： 09401040322 指导教师：桂友超
电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 （1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关资料。 （5）独立思考，刻苦专研，严禁抄袭。 （6）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 （1）明确设计任务，对所要设计地任务进行具体分析，充分了解系统性能，指标要求。 （2）制定设计方案。 （3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V，直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V，输出功率为100W。
绪论 ........................................................... - 1 - 第1章直流升压斩波电路的设计思想 .............................. - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理..................................... - 3 - 1.2参数计算................................................. - 4 - 第2章直流升压斩波电路驱动电路设计 ............................ - 5 - 第3章直流升压斩波电路保护电路设计 ............................ - 6 - 3.1过电流保护电路........................................... - 6 - 3.2过电压保护电路........................................... - 6 - 第4章直流升压斩波电路总电路的设计 ............................ - 7 - 第5章直流升压斩波电路仿真 .................................... - 8 - 5.1仿真模型的选择........................................... - 8 - 5.2仿真结果及分析........................................... - 8 - 第6章设计总结 ............................................... - 10 - 参考文献 ...................................................... - 11 - 附录：元件清单 ................................................ - 12 -
500W升压斩波电路设计与仿真 摘要：本文对Boost升压斩波电路的工作原理进行了详尽分析，并用Visio软件做出电路在电感电流连续工作时的主要波形，并根据电路需要完成的任务进行参数计算，最后用Matlab/simulink软件搭建主电路，根据所计算的参数对用到的元器件进行参数设定，对Boost电路进行仿真。 关键词：Boost升压斩波电路；Visio软件；Matlab/simulink软件；仿真 500W boost chopping circuit design and simulation Abstract：In this paper the boost chopping circuit working principle is discussed in detail, and using Visio software to make the circuit in the inductor current discontinuous operation when the main waveform, and according to the circuit need to complete the task parameter calculation, finally uses the Matlab/simulink software to build the main circuit, according to the parameters of the components used to set parameters, to boost chopper circuit simulation. Key words：Boost chopper;Visio software; Matlab/simulink software; Simulation
直流升压斩波电路课程设 计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
湖南工学院课程设计说明书课题名称：直流升压斩波电路的设计专业名称：自动化 学生班级：自本0903班 学生姓名：曾盛 学生学号： 指导教师：桂友超
电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 （1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关资料。 （5）独立思考，刻苦专研，严禁抄袭。 （6）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 （1）明确设计任务，对所要设计地任务进行具体分析，充分了解系统性能，指标要求。 （2）制定设计方案。 （3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V，直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V，输出功率为100W。
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。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合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。 早期的直流装换电路，电路复杂、功率损耗、体积大，使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小，便于集成；功率损耗少，符合当今社会生产的要求；所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。 主要元件介绍 1 IGBT介绍 本设计基于《电力电子技术》课程，充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路，实现直流升压。 IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 2 驱动电路M57962L简介 M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules) 。在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能。M57962L是一种高速驱动电路，驱动信号延时tPLH 和tPHL最大为μs。可以驱动600V/400V 级的IGBT模块。M57962L工作程序:当电源接通后，首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路， IGBT 的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称电力电子技术 题目升压斩波电源设计 专业班级电气工及其自动化 学生姓名王振林学号 0505 指导老师颜渐德 审批谢卫才 任务书下达日期 2010 年 5 月 17 日设计完成日期 2010 年 5 月 28 日
摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boost chopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。 Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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。第二部分是电路板，它可以通过Protel设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图，和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。 引言 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。但以
课程设计说明书 升压直流斩波 院、部：电气与信息工程学院学生姓名：唐浩 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：电气本1205班 完成时间： 2015年5月26日
摘要 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5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
ABSTRACT Current chopper circuit as a fixed voltage or DC into another adjustable voltage DC - DC converter, including direct and indirect DC DC converter circuit converter circuit. Dc converter circuit is also called directly Chopper circuit, its function is to change the dc into another fixed voltage or 5 adjustable voltage direct current (dc), generally refers to the directly to the direct current into another, this kind of circumstance not isolation between the input and output. Indirect dc converter circuit is in the dc converter circuit increases the communication link, usually in the communication link between the input and output is realized by using transformer isolation, therefore also calls the dc dc converter circuit with isolation or rectangular straight circuit. Kinds of dc chopper circuit has a lot of, including six basic chopper circuit: buck chopper circuit, boost chopper circuit, buck chopper circuit, Cuk chopper circuit, Sepic chopper circuit and Zeta Chopper circuit, using a combination of different chopper circuit can conform to the chopper circuit, such as current reversible chopper circuit, bridge type reversible chopper circuit, etc. Using basic chopper circuit on the structure of the same combination, can constitute a heterogeneous multiple chopper circuit. Keywords: dc chopper; boost chopper; transformer
1 设计要求与方案 1.1 设计要求 利用IGBT 设计一个升压斩波电路。输入直流电压U d =50V ，输出功率P=300W ，开关频率为5KHz ，占空比10%到50%，输出电压脉率小于10%。 1.2 设计方案 根据升压斩波电路设计任务要求设计主电路、驱动电路。其结构框图如图1所示。 图1 在图1结构框图中，控制电路用来产生IGBT 升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IGBT 控制端与公共端之间，可以使其开通或关断的信号。通过控制IGBT 的开通和关断来控制IGBT 升压斩波电路工作。控制电路中保护电路是用来保护电路，防止电路产生过电流、过电压现象而损坏电路设备。 主电路 驱动电路电源 触发电路
2 升压斩波电路设计方案 2.1 升压斩波主电路电路工作原理原理图 本设计为直流升压斩波（boost chopper ）电路，该电路是本系统的核心。应为输出电压比较大，故斩波器件选用能够承受大电压和导通内阻小，开关频率高，开关时间小的大功率IGBT 管。在IGBT 关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD 。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。 原理图如下图1所示： 图1 主电路仿真图 左边E 为输入直流50V 电压,右边为U 0斩波电压输出。I G 为SG3525输出的PWM 斩波信号。V 为IGBT ，VD 为电力二极管，L 为电感，C 为电容，R 为负载。 原理分析：首先假设电感L 值很大，电容C 值也很大。当I G 为高电平时，V 导通，50V 电源向L 充电，充电基本恒定为,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o u 为恒值，记为o U 。设V 处于通态的时间 为o n t ，此阶段电感L 上积储的能量为1o n E I t 。当V 处于段态时E 和L 共同向电容 C 充电，并向负载R 提供能量。设V 处于段态的时间为o t ，则在此期间电感L 释放的能量为01()o f f U E It 。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积储的
信息工程学院 电力电子学课程设计报告书题目: 升压斩波电路设计 专业：电子信息科学与技术 班级： 0309412 学号： 030841004 学生姓名：王哲 指导教师：钟建伟 2012 年 05 月 09日
信息工程学院课程设计任务书
目录 目录 (2) 摘要 (3) 1 设计任务与方案 (4) 1.1设计任务 (4) 1.2设计方案 (4) 2 总体设计 (5) 2.1 主电路设计 (5) 2.1.1原理分析 (5) 2.2.2参数计算 (6) 2.2 保护电路 (7) 3 SimPowerSystem仿真 (8) 3.1仿真波形 (9) 3.1.1占空比为50% (9) 3.1.2占空比为58.33% (10) 3.1.3占空比为66.67% (10) 3.2 结果分析 (11) 4 总结 (12) 参考文献 (13) 附录： (14) 仿真报告 (14) 元器件清单 (15)
摘要 直流斩波电路（DC Chopper）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（DC Chopper）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，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，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。本设计为升压斩波电路Boost Chopper。升压斩波电路目前的典型应用，一是用于直流电动机传动，二是用作单相功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）电路，三是用于其它交直流电源中。 关键词：DC/DC Converter；直流斩波；升压；Boost Chopper；典型应用。
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 L R U0 +- + - 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 on 2)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()on o off EI t U E I t =-E t T E t t t U off off 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% R E R U I β1o o ==
目录 1 绪论......................................................... - 1 - 1.1 课题背景与意义......................................... - 1 - 1.2 设计的主要内容......................................... - 1 - 2 直流升压斩波主电路设计....................................... - 2 - 2.1 总体设计方案........................................... - 2 - 2.2 电路参数计算........................................... - 2 - 3 驱动电路设计................................................. - 4 - 4 保护电路设计................................................. - 5 - 4.1 过电流保护电路.......................................... - 5 - 4.2 过电压保护电路.......................................... - 5 - 5 电路仿真..................................................... - 6 - 5.1 仿真模型的选择......................................... - 6 - 5.2 仿真结果及分析......................................... - 6 - 结束语.......................................................... - 8 - 参考文献........................................................ - 9 - 附录：元件清单................................................. - 10 -
电力电子课程设计 目录 一、综述 (1) 二、电路组成 (1) 2.1、电容滤波二极管不可控整流电路 (1) 2.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图 (1) 2.1.2、电路分析 (2) 2.2、PWM控制电路 (3) 2.2.1、TL494内部组成与功能 (3) 2.2.2、PWM控制电路 (4) 2.3、驱动电路 (4) 2.3.1、功率驱动集成芯片IR2110 (5) 2.3.2、基于IR2110的驱动电路 (5) 2.4、boost升压斩波电路 (6) 2.4.1、boost升压斩波电路图 (6) 2.4.2、boost斩波电路原理分析 (6) 2.4.2.1、基于实际电路的分析 (6) 2.4.2.2、对于电路的粗略估算 (8) 2.4.2.3、开关频率和占空比对电路的影响 (8) 三、总电路图及其调试 (10) 四、参考文献 (12)
一、综述 本直流斩波电路基于TL494脉冲触发电路设计，采用IRf640N电力MOS 管和IR2110驱动芯片。本电路由四部分组成：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost斩波电路。 工频正弦交流电经电容滤波二极管不可控整流电路整流，变为具有很小纹波的直流电，作为boost斩波电路的直流电压输入，以TL494芯片为核心的脉冲产生电路产生PWM波，经由以IR2110为核心的驱动电路接至MOS管的门极和原极，控制MOS管的开断，进而影响boost斩波电路的占空比，通过改变PWM 波的占空比改变boost斩波电路输出电压。同时利用TL494的两个误差放大器设置过电压保护和过电流保护，驱动电路将控制电路和主电路经行电气隔离，对控制电路起保护作用。 二、电路组成 本电路共有四部分：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost升压斩波电路。 2.1、电容滤波二极管不可控整流电路 2.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图 D1 1B4B42 1 2 4 3 C1 10μF V1 120 Vrms 60 Hz 0° R1 10000Ω该电路输出是具有很小纹波的直流电压，波形近似为：
湖南工程学院应用技术学院课程设计 课程名称电力电子技术 课题名称DC-DC变换电路分析 专业电气工程 班级 学号 姓名 指导教师李祥来 2014 年月日
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：DC-DC变换电路分析 专业班级：电气1184 学生姓名： 学号： 指导老师： 审批： 任务书下达日期2014年月日 设计完成日期2014年月日
前言 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者可调电压的直流电，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。习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况，且甚至更多地指后一种情况。 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。 降压斩波电路（Buck Chopper）的设计与分析是接下来课程设计的主要任务。。
目录 一．降压斩波电路 (7) 1.1 降压斩波原理： (7) 1.2 工作原理 (8) 1.3 IGBT结构及原理 (8) 二．直流斩波电路的建模与仿真 (11) 2.1IGBT驱动电路的设计.................................... 错误！未定义书签。 2.2电路各元件的参数设定................................ 错误！未定义书签。 2.3元件型号选择 ............................................... 错误！未定义书签。 2.4仿真软件介绍 ............................................... 错误！未定义书签。 2.5仿真电路及其仿真结果................................ 错误！未定义书签。 2.6仿真结果分析 ............................................... 错误！未定义书签。三．课设体会与总结. (19) 四．附录（完整电路图） (19) 五．参考文献 (19) 六．课程设计成绩表 (19)
第3章直流斩波电路 填空题： 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。 斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续， ________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。
简答题： 11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标 明 电 流 方 向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，
电力电子系统设计报告 （2014—2015学年第二学期） 系别信息与控制工程系 题目升压斩波电路设计 专业电气自动化 班级 1203 学号 3121010330 姓名彭中杰 指导教师孟显娇 完成时间 评定成绩 升压斩波电路（Boost Chopper）设计
摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boost chopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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，最后进行了GUI编程，利用图形可视化界面的直观易懂的特点，使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式，从而具有友好界面，非常方便的就可进行控制参数输入，和输出图像显示。第二部分是电路板，它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图，和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。 关键字升压斩波; SG3525 ;
电力电子技术课程设计 任务书 课程名称：直流斩波电路的性能研究 学院：电气学院 专业班级：自动化10班 姓名：吴学号：31100800 31100800 冯 31100800
2013年1月 目录 摘要 .................................................................... - 1 - 1 BOOST斩波电路工作原理................................................ - 2 - 1.1 主电路工作原理................................................. - 2 - 1.2 控制电路选择................................................... - 2 - 2 硬件调试 .............................................................. - 4 - 2.1 电源电路设计................................................... - 4 - 2.2 升压（boost）斩波电路主电路设计................................ - 5 - 2.3 控制电路设计................................................... - 6 - 2.4 驱动电路设计.................................................. - 10 - 2.5 保护电路设计.................................................. - 11 - 2.5.1 过压保护电路............................................ - 11 - 2.5.2 过流保护电路............................................ - 13 - 2.6 直流升压斩波电路总电路........................................ - 13 - 3总结.................................................................. - 15 - 4参考文献.............................................................. - 16 -
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 1．降压斩波电路 (6) 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) 四．直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五．课设体会与总结 (30) 六．参考文献 (31) 摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC／DC变换器的设计与实现，具体地分析
了该DC ／DC 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DC ／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 降压斩波原理： R E U I E E T t t t E t U M on off on on -===+= 000α 式中on t 为V 处于通态的时间；off t 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on t 不变，称为PWM 。 2） 3） on t c)i E M
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=E，负载电流i o 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
IGBT升压斩波电路设计
目录 1 引言 (4) 2 方案设计 (5) 2.1 升压斩波电路原理 (5) 2.2 工作原理 (6) 2.3 参数计算 (7) 3 分单元电路设计 (9) 3.1 控制电路设计 (9) 3.1.1 控制电路方案的选择 (9) 3.1.2 SG3525的工作原理 (10) 3.2 驱动电路设计 (10) 3.3 保护电路设计 (11) 4 总电路图 (13) 5 课程设计总结 (14) 6 参考文献 (15)
1 引言 电力电子技术(Power Electronics)也称为电力电子学。利用电力电子开关器件组成电力开关电路，利用晶体管集成电路和微处理器构成信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，可以经济有效地实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。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。 直流变直流是电力电子技术中变流技术的重要部分，广泛应用于电子领域。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，它的功能就是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。本课程设计就是其中的一种斩波电路，即升压斩波电路。 本课程设计采用IGBT全控型器件，采用专用PWM控制集成电路SG3525进行驱动，并利用MATLAB的Power System工具箱进行主电路的仿真实验，满足了设计要求，是一次比较成功的设计。
《电力电子技术课程设计》报告 设计题目：升压斩波电路的设计 英文题目：The Design of Boost Chopper 院系：电气工程与自动化 年级专业： 2011级电气工程及其自动化 姓名：） ） ） 2014年6月30日 目录 目录 (2) 1. 设计的题目 (3)
1.1引言 (3) 1.2升压斩波电路的应用 (4) 2.设计的任务： (4) 2.1 课程设计要求 (4) 2.2Boost电路技术参数及要求 (4) 3.设计的依据： (5) 3.1总体构思依据 (5) 3.2理论计算依据 (5) 4.设计的内容： (6) 4.1主电路的选择与计算过程 (6) 4.1.1直流斩波电路由直流电源、MOSFET、电感、电容、续流二极管以及负载组 成。具体原理电路图如下： (6) 4.1.2主电路的理论计算： (6) 4.1.3主电路的仿真 (7) 4.1.4主电路的仿真输出波形 (8) 4.2控制电路的选型与计算过程 (8) 4.2.1NE555的引脚图及引脚 (8) 4.2.2 NE555工作原理 (9) 4.2.3控制电路原理图 (9) 4.2.4控制电路理论计算过程 (10) 4.2.5控制电路的仿真与波形输出 (10) 4.3带tlp250光耦合器的驱动电路的选型 (11) 4.3.1 tlp250引脚图及引脚 (11) 4.3.2采用tlp250的原理 (11) 4.4绘制原理图和PCB (12) 4.4.1主电路原理图 (12) 4.4.2主电路PCB图 (13) 4.4.3 555电路图 (13) 4.4.4 光耦tlp250原理图 (13)
大连理工大学电源技术大作业 升压斩波电路分析 （1）介绍基本斩波电路的分类。 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 （2）介绍升压斩波电路的工作原理、主要参数及对应计算方法。
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。 V 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 图1.1 升压斩波电路主电路图 首先假设电感L 值很大，电容C 值也很大。当V-G 为高电平时，Q1导通，12V 电源向L 充电，充电基本恒定为1I ,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o u 为恒值，记为o U 。设V 处于通态的时间为on t ，此阶段电感L 上积储的能量为1on EI t 。当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电，并向负载R 提供能量。设V 处于段态的时间为 off t ，则在此期间电感L 释放的能量为01()off U E I t -。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积储的能量于释放的能量相等，即 101()on off EI t U E I t =- （1-1） 化简得 on off 0off off t t T U E E t t +=＝ （1-2） 上式中的off /1T t ≥，输出电压高于电源电压。式（1-1）中o f f /T t 为升压比，调节其大小即可改变输出电压o U 的大小。 2)数量关系 设V 通态的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为：E m I 1T on