第3章直流斩波电路
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降压斩波电路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。
t =t 1时控制V 关断,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。
通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
升压斩波电路假设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。
EE Tt E t t t U α==+=onoff on on oV 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。
升降压斩波电路V 通时,电源E 经V 向L 供电使其贮能,此时电流为i 1。
同时,C 维持输出电压恒定并向负载R 供电。
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,该电路也称作反极性斩波电路。
Et T E t t t U offoff off on o =+=a+b=1RER U I β1o o ==RE I E U I 2o o 11β==:EE t T t E t t U αα-=-==1on on off on o11on off 21I I t t I αα-==(3-43)电流可逆斩波电路V1和VD1构成降压斩波电路,电动机为电动运行,工作于第1象限。
V2和VD2构成升压斩波电路,电动机作再生制动运行,工作于第2象限。
必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路桥式可逆斩波电路——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多相多重斩波电路在电源和负载之间接入多个结构相同的基本斩波电路而构成复合斩波电路——降压斩波电路和升压斩波电路组合构成不同结构基本斩波电路组合多相多重斩波电路——相同结构的基本斩波电路组合构成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。
直流斩波电路实验报告电力电子技术实验报告导读:就爱阅读网友为您分享以下“电力电子技术实验报告”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持! 实验二直流斩波电路的性能研究一.实验目的熟悉降压斩波电路(Buck Chopper)和升压斩波电路(Boost Chopper)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。
二.实验内容1.SG3525芯片的调试。
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。
三.实验设备及仪器1.电力电子教学实验台主控制屏。
2.MCL-16组件。
3.MEL-03电阻箱(900/0.41A)或其它可调电阻盘。
4.万用表。
5.双踪示波器6.2A直流安培表(MCL-Ⅱ2A直流毫安表为数字式仪表,MCL-Ⅲ2A直流安培表为指针式仪表,其他型号可能为MEL-06)。
四.实验方法1.SG3525的调试。
原理框图见图2-4。
将扭子开关S1打向“直流斩波”侧,S2电源开关打向“ON”,将“3”端和“4”端用导线短接,用示波器观察“1”端和左侧地之间的输出电压波形应为锯齿波,并记录其波形的频率和幅值。
f=27.40kHz,幅值为3.30V扭子开关S2扳向图2-4 PWM波形发生“OFF”,用导线分别连接“5”、“6”、“9”,再将S2扳向“ON”,用示波器观察“5”端波形,并记录其波形、频率、幅度。
调节“脉冲宽度调节”电位器,记录其最大占空比和最小占空比。
Dmax=77.7%,Dmin=9.5%,波形为方波,f=27.86kHz,幅度为14.0V2.实验接线图见图2-5。
(1)将“主电源2”的“2”端和“直流斩波电路”的“2”端相连,将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直流斩波电路VT1的G1、S1端相连,“直流斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱(将两组900Ω/0.4lA的电阻并联起来,逆时针旋转调至阻值最大约450Ω),和直流安培表(将量程切换到2A挡)。
斩波电路工作原理
斩波电路是一种常用的电子电路,常用于实现直流电的变换和调节。
它的工作原理如下:
斩波电路由一个开关管(通常为功率开关管)和一个储能元件(如电感、电容等)组成。
当开关管闭合时,斩波电路处于储能状态,此时电流通过储能元件。
当开关管打开时,储能元件会释放储存的电能,形成脉冲电压输出。
斩波电路的工作过程可以分为两个阶段:
第一阶段:开关管闭合。
在这个阶段,电流通过储能元件,同时储能元件会积累电能。
在这个过程中,开关管的导通与否决定了电流是否可以通过储能元件。
第二阶段:开关管打开。
当开关管打开时,储能元件会释放储存的电能。
此时电流不能再通过储能元件,而是通过电荷的流动来完成电路的闭合。
由于电能的释放是突然的,因此会产生脉冲电压输出。
斩波电路的频率和波形可以通过调节开关管的导通时间和储能元件的参数来实现。
常见的斩波电路有斩波稳压电源和斩波正弦交流电源等,它们在不同的应用领域有着广泛的应用。
斩波电路的工作原理和设计需要深入的电子电路知识和技术。
目录1 选题背景1.1 Buck电路的发展状况、基本原理及应用 (1)1.2基本设计任务 (1)1.2.1 基本要求 (1)1.2.2 设计步骤 (1)1.2.3设计方法 (2)2 设计方案论证 (2)3 各主要电路及部件工作原理 (2)3.1控制电路 (2)3.1.1 SG3525芯片介绍 (2)3.2驱动电路 (6)3.3降压斩波主电路.........................................................................................4原理总图...............................................................................................................5 元器件清单...........................................................................................................6设计结果与分析...................................................................................................7设计体会及今后的改进意见...............................................................................7.1 体会..........................................................................................................错误!未定义书签。
7.2 本方案特点及存在的问题......................................................................错误!未定义书签。
电力电子课程设计说明书DC/DC变换器的设计系、部:电气与信息工程系学生姓名:***指导教师:***专业:自动化班级:0 7 0 3 班完成时间:2010年6月13日前言直流斩波电路(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IGBT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。
目录1 设计要求与方案 (3)2 直流电源设计 (3)2.1 设计原理 (3)2.2 参数计算 (4)3 降压斩波主电路设计 (5)3.1 BUCK电路工作原理 (5)3.2 主电路参数分析 (6)4 控制电路原理与设计 (6)4.1 控制电路方案选择 (7)4.2 控制电路工作原理 (8)5 驱动电路原理与设计 (8)5.1 驱动电路方案选择 (8)5.2 驱动电路分析设计 (8)6 保护电路原理与设计 (9)6.1 过电压保护 (9)6.2 过电流保护 (11)设计心得 (12)参考文献 (12)致谢 (12)附录 (13)最好有第七章,最好有仿真或者实验; 不能做实验的,最好做个仿真!1.设计要求与方案设计要求是输出电压Uo=50V-200V可调的DC/DC变换器,这里为降压斩波电路。
目录1设计原理分析 (1)1.1总体结构分析 (1)1.2主电路的设计 (1)1.3触发电路的选型 (2)1.4驱动电路选型 (3)1.5整流滤波电路 (5)2. 设计总电路图及参数 (6)2.1设计总电路图 (6)2.2 元件参数计算 (8)3. 元器件清单 (10)小结 (11)参考文献 (11)IGBT 直流降压斩波电路的设计1设计原理分析1.1总体结构分析直流斩波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。
它在电源的设计上有很重要的应用。
一般来说,斩波电路的实现都要依靠全控型器件。
在这里,我所设计的是基于IGBT 的降压斩波短路。
直流降压斩波电路主要分为三个部分,分别为主电路模块,控制电路模块和驱动电路模块。
电路的结构框图如下图(图1)所示。
图1 电路结构框图1.2主电路的设计主电路是整个斩波电路的核心,降压过程就由此模块完成。
其原理图如图2所示。
图2 主电路原理图如图,IGBT 在控制信号的作用下开通与关断。
开通时,二极管截止,电流io 流过大i EV +-MRLVD a)i oE Mu oi G电源 触发电路 驱动电路 主电路整流滤波电路电感L ,电源给电感充电,同时为负载供电。
而IGBT 截止时,电感L 开始放电为负载供电,二极管VD 导通,形成回路。
IGBT 以这种方式不断重复开通和关断,而电感L 足够大,使得负载电流连续,而电压断续。
从总体上看,输出电压的平均值减小了。
输出电压与输入电压之比α由控制信号的占空比来决定。
这也就是降压斩波电路的工作原理。
降压斩波的典型波形如下图所示。
图3 降压电路波形图图2中的负载为电动机,是一种放电动式负载。
反电动势负载有电流断续和电流连续两种工作状态。
分别入图3中b )和a )所示。
无论哪一种情况,输出电压的平均值都与负载无关,其大小为:(1-1)T on 表示导通的时;T off 表示截止的时间 ;α表示导通时间占空比。
对于输出电流,当0U >E 时电流连续,输出电流平均值大小为:(1-2) 当Uo<E 时,电流既无法通过IGBT 也无法通过二极管。