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电力电子升降压课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子升降压电路的基本原理，掌握升降压电路的组成、工作过程及功能。
2. 学生能掌握升降压电路中关键元件的作用，了解其选型与应用方法。
3. 学生能了解电力电子器件的损耗与效率，理解升降压电路在实际应用中的优缺点。
技能目标：1. 学生能通过分析实际案例，设计简单的电力电子升降压电路，具备一定的电路分析与设计能力。
2. 学生能运用所学知识，正确选择升降压电路中的关键元件，并进行电路搭建与调试。
3. 学生能运用相关软件（如PSPICE、MATLAB等）对升降压电路进行仿真分析，提高电路设计效率。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电力电子升降压电路，培养对电力电子技术的兴趣，增强对新能源、节能环保等领域的认识。
2. 学生能认识到电力电子技术在实际生活中的广泛应用，提高将所学知识应用于实践的意识。
3. 学生在小组合作中，培养团队协作能力，学会分享、交流与表达，形成良好的学术氛围。
课程性质：本课程为电力电子技术领域的一门实践性较强的课程，旨在让学生掌握升降压电路的基本原理、分析与设计方法。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对电力电子技术有一定的了解，但可能对升降压电路的具体应用与设计较为陌生。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，通过实例分析、电路仿真等教学方法，引导学生掌握升降压电路的相关知识，提高学生的实际操作能力。
同时，注重培养学生的团队协作能力和学术素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 电力电子升降压电路基本原理- 升降压电路的定义、分类及应用场景- 升降压电路的工作原理及转换效率分析- 升降压电路关键元件（如二极管、晶体管、变压器等）的工作原理及选型2. 电力电子升降压电路分析与设计- 升降压电路的电路图分析，理解各部分功能及相互关系- 常用升降压电路拓扑结构及其优缺点对比- 电路仿真软件（如PSPICE、MATLAB等）的应用，进行升降压电路仿真分析- 升降压电路设计方法及步骤，包括元件选型、电路搭建与调试3. 实践操作与案例分析- 结合实际案例，分析升降压电路在实际应用中的问题及解决方案- 学生分组进行升降压电路设计与搭建，提高实际操作能力- 教学大纲安排：共8课时，其中基本原理2课时，分析与设计4课时，实践操作与案例分析2课时教学内容与教材关联性：本课程内容紧密围绕教材中关于电力电子升降压电路的相关章节，结合实际案例，确保学生能将所学知识应用于实践。
升压斩波电路课程设计一、前言1. 课程设计背景由于发展的日新月异，升压斩波电路在电子工程中扮演者越来越重要的角色。
课程设计涉及到升压斩波电路原理，结构，实际建模及仿真等。
2. 课程设计目标通过本次课程设计，学习如何使用多芯片升压斩波电路的原理，掌握斩波电路设计过程，实现多芯片升压斩波电路的建模及仿真。
二、实验原理1.电路升压机理升压斩波电路的实现就是使用振荡器对原始输入电压实现升压，利用单位增量反馈，在交流振荡器的输出再经过斩波电路，将高频振荡信号净化成较高平均值的一个电压。
2.多芯片升压斩波电路基本结构多芯片升压斩波电路的基本结构包括振荡器、斩波电路及调节路。
斩波电路为半桥简易斩波电路，斩开频率为3.3MHz，有注意的是在使用斩波电路时应注意更改斩开频率来匹配相应电路的要求；调节路由缓冲器、激励电路及Vr偏置组成，其中Vr就是用来调节升压斩波电路输出电压的量。
三、电路设计1.电路建模基于多芯片升压斩波电路基本结构，将整个电路进行建模，首先根据原理分析和实验数据，确定各元器件参数；其次，根据实际的原理图、原理分析及相应的稳健设计原则，设计振荡器、斩波电路及调节路等模块；最后，将这些模块组合成完整的电路模型。
2.仿真设计仿真是对电路建模后的进一步分析。
仿真电路的目标是：根据输入电压的大小来最大化输出电压的大小，确定整个电路能否正常运行。
为了实现这一目标，仿真设计需要利用软件工具，如PSPICE、Cadence、Psim等，进行仿真分析，确定整个电路模型及参数设置满足设计要求及特性要求。
四、实验结果1.电路振荡状态根据仿真分析结果，升压斩波电路能够正常振荡。
斩开频率可以根据实际的需求来进行调节，以及斩波线性度也可以利用调整持续偏置，达到调节输出电压的目的。
2.电路性能本次课程设计实验中，升压斩波电路的输入电压为3.2V，输出电压为4.3V。
此外，斩波电路的斩开频率和线性度均能满足要求。
五、结论本次课程设计成功完成了多芯片升压斩波电路的建模及仿真，并达到了预期的效果，证明了我们给出的设计思路的可行性。
降压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握降压斩波电路的基本原理与结构；2. 理解降压斩波电路中元器件的作用及其相互关系；3. 学会分析降压斩波电路的输出电压与输入电压的关系；4. 了解降压斩波电路在实际应用中的优势与局限性。
技能目标：1. 能够正确绘制降压斩波电路的原理图；2. 能够利用仿真软件对降压斩波电路进行仿真分析；3. 能够根据实际需求设计和调试简单的降压斩波电路；4. 能够通过实验和数据分析，解决降压斩波电路中存在的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术课程的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，提高解决问题的能力；3. 增强学生的环保意识，了解电力电子技术在实际应用中对环境保护的重要性；4. 培养学生的创新意识，鼓励学生勇于尝试，积极探索电力电子技术的新应用。
本课程针对高年级电子专业的学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将能够掌握降压斩波电路的相关知识，具备一定的电力电子技术应用能力，同时培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 降压斩波电路基本原理：讲解降压斩波电路的工作原理、电路结构及关键元器件的功能；- 课本章节：第三章第三节“降压斩波电路基本原理”- 内容：开关器件、脉冲宽度调制、输出滤波器等2. 降压斩波电路分析与设计：分析电路的输出电压、电流波形，探讨元器件参数对电路性能的影响；- 课本章节：第三章第四节“降压斩波电路分析与设计”- 内容：输出电压与输入电压关系、开关频率、电感、电容等参数的选择3. 降压斩波电路仿真与实验：利用仿真软件进行电路仿真，进行实验验证，提高学生的实际操作能力；- 课本章节：第三章第五节“降压斩波电路仿真与实验”- 内容：仿真软件操作、实验步骤、数据采集与处理4. 降压斩波电路应用案例分析：介绍降压斩波电路在实际应用中的案例，分析其优势与局限性；- 课本章节：第三章第六节“降压斩波电路应用案例”- 内容：开关电源、电动汽车、可再生能源等领域应用5. 教学进度安排：共4课时，分别进行以下内容的教学：- 第1课时：降压斩波电路基本原理- 第2课时：降压斩波电路分析与设计- 第3课时：降压斩波电路仿真与实验- 第4课时：降压斩波电路应用案例分析教学内容科学系统，结合课程目标，确保学生能够全面掌握降压斩波电路的相关知识，提高学生的理论水平和实践能力。
降压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解降压斩波电路的基本原理，掌握其电路构成及工作过程。
2. 使学生掌握降压斩波电路中关键元件的作用，并能解释其对电路性能的影响。
3. 帮助学生掌握降压斩波电路的数学模型，并能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的降压斩波电路的能力。
2. 让学生学会使用相关仪器和设备进行降压斩波电路的搭建和调试。
3. 培养学生分析和解决降压斩波电路实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学科的兴趣，激发学生的学习热情。
2. 培养学生的团队协作精神，使学生学会在团队中共同解决问题。
3. 强化学生的环保意识，使学生关注电力电子技术在节能减排方面的应用。
课程性质分析：本课程为电子技术专业课程，旨在帮助学生掌握降压斩波电路的基本原理和应用。
课程内容具有较强的理论性和实践性，要求学生在理解理论知识的基础上，能够动手实践，解决实际问题。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的电子技术基础，但对降压斩波电路的了解有限。
学生对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践，但可能缺乏系统的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：1. 结合学生特点，采用理论教学与实践教学相结合的方法，使学生充分理解并掌握降压斩波电路的相关知识。
2. 注重培养学生的动手能力和实际操作技能，提高学生的实际问题解决能力。
3. 通过小组讨论、实验操作等形式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
二、教学内容1. 降压斩波电路基本原理：讲解降压斩波电路的定义、工作原理及其在电力电子技术中的应用。
教材章节：第二章第二节“降压斩波电路”2. 电路构成及关键元件：分析降压斩波电路的组成部分，介绍关键元件（如开关器件、二极管、电感、电容等）的功能和选型。
教材章节：第二章第三节“降压斩波电路的构成及关键元件”3. 数学模型与公式：推导降压斩波电路的数学模型，讲解相关公式及其应用。
电力电子技术课程设计题目降压斩波电路设计姓名 : __ _______所在学院 :_ ___ _______所学专业 :_ __ __班级 _ __ ________学号 ___ ______指导教师 : ___ _______完成时间 :__ __ ___(一设计任务书题目五降压斩波电路(Buck Chopper的设计通过对降压斩波电路的设计,掌握其工作原理,运用所学知识,进行降压斩波电路和系统的设计。
了解与熟悉降压斩波电路拓扑,控制方法。
理解和掌握降压斩波电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握器件的选择计算方法。
使设计出的电路在条件(1直流电压E=50v, R=20Ω,L 、 C 值极大, Em=30v, (2 直流电压E=50V, R=20Ω,L=1Mh,C值极大,使电路在此两种条件下在改变占空比的情况下驱动相应的直流电动机运转。
(二课程设计的总体要求1. (1熟悉降压斩波电路的基本原理,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,画出电路图,分析电路原理。
(4按时参加课程设计指导,定期汇报课程设计进展情况。
(5广泛收集相关技术资料。
(6独立思考,刻苦钻研,严禁抄袭。
(7按时完成课程设计任务,认真、正确的书写课程设计报告。
(8培养实事求是、科学严谨的工作态度和认真的工作作风。
2. 设计要求(1理论设计:了解掌握降压斩波电路的工作原理,设计降压斩波电路的主电路的工作原理,设计降压斩波电路的主电路和控制电路,包括:① IGBT额定电流、电压的选择②驱动电路、保护电路的设计。
③各元器件参数的选择。
(2完成设计任务书的内容。
目录一、引言 (4)三、最优参数选择 ....................................... 10 3.1 整流电路部分 .....................................10 3. 2斩波主电路部分 .. (10)四、生成总的电路图 ..................................................12 4.1 总原理图 .....................................................12 4.2 此电路的主要功能 (13)五、保护电路 ........................................................13 5.1 整流桥电路部分 ...............................................13 5.2 驱动电路部分 . (13)六、心得体会 (13)七、参考文献 ........................................................14 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 ,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。
mosfet升压斩波课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解MOSFET升压斩波电路的基本原理，掌握其工作过程和关键参数的计算。
2. 学生能掌握MOSFET器件的选型原则，理解其与升压斩波电路性能之间的关系。
3. 学生了解升压斩波电路在不同应用场景中的优缺点，并能结合实际需求进行合理设计。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成MOSFET升压斩波电路的搭建和调试。
2. 学生能够分析电路中存在的问题，并提出相应的优化方案。
3. 学生能够通过实际操作，验证理论知识的正确性，提高实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对电力电子技术学科的兴趣，激发学习热情。
2. 学生能够认识到MOSFET升压斩波电路在现实生活中的应用价值，提高社会责任感和使命感。
3. 学生在团队协作中，培养沟通与交流的能力，增强合作意识。
本课程旨在帮助学生掌握MOSFET升压斩波电路的相关知识，提高实践操作能力，培养学生对电力电子技术的兴趣和责任感。
针对高年级学生的特点和教学要求，课程目标具体、可衡量，为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. MOSFET升压斩波电路原理- 介绍MOSFET器件的结构、工作原理和特性。
- 讲解升压斩波电路的基本原理，包括电路组成、工作过程和关键参数计算。
2. MOSFET升压斩波电路设计与应用- 分析MOSFET器件的选型原则，及其与升压斩波电路性能的关系。
- 介绍升压斩波电路在不同应用场景中的设计方法和注意事项。
- 结合教材章节，进行实例分析和讨论。
3. 实践操作与调试- 安排实验室实践课程，指导学生搭建MOSFET升压斩波电路。
- 教学内容涵盖电路调试、问题分析及优化方案提出。
教学进度安排如下：1. 第1周：MOSFET器件结构、工作原理及特性。
2. 第2周：升压斩波电路原理及关键参数计算。
3. 第3周：MOSFET升压斩波电路设计与应用。
igbt升压斩波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解IGBT的基本结构、工作原理及其在电力电子设备中的应用。
2. 学生能够描述升压斩波电路的原理，并掌握其关键参数的计算方法。
3. 学生能够解释IGBT升压斩波电路在不同应用场景中的优势及限制。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的IGBT升压斩波电路，并进行仿真分析。
2. 学生能够通过实验操作，验证升压斩波电路的性能，并掌握实验数据的处理方法。
3. 学生能够运用相关软件（如Multisim、LTspice等）对IGBT升压斩波电路进行设计与优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电力电子技术领域的兴趣，提高学习主动性和积极性。
2. 学生通过团队合作，培养沟通、协作能力，增强集体荣誉感。
3. 学生在学习过程中，认识到电力电子技术在实际应用中的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为高年级电子技术专业课程，具有较强的理论性和实践性。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养学生解决实际问题的能力。
通过课程目标分解，使学生在掌握知识、技能的同时，培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 理论知识：- IGBT的基本结构、工作原理及特性参数- 升压斩波电路的原理及分类- IGBT升压斩波电路的设计方法及关键参数计算- IGBT升压斩波电路在不同应用场景的分析2. 实践操作：- 使用Multisim、LTspice等软件进行IGBT升压斩波电路设计与仿真- 实验室搭建IGBT升压斩波电路，进行性能测试与数据分析- 针对实际应用案例，进行电路优化与调试3. 教学大纲：- 第一周：介绍IGBT的基本结构、工作原理及特性参数，讲解升压斩波电路的原理及分类- 第二周：深入学习IGBT升压斩波电路的设计方法，进行关键参数计算- 第三周：分析不同应用场景下的IGBT升压斩波电路，并进行实践操作- 第四周：总结课程内容，进行电路设计与优化，开展实验成果交流教材关联：教学内容与《电力电子技术》教材中第四章“IGBT及其应用”和第五章“升压斩波电路”相关章节紧密关联，确保教学内容与课本相符。
绪论现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
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。
而直流斩波器（DC Chopper）是一种把恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压，从而满足负载所需的直流电压的变流装置。
也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
它通过周期性地快速通、断，把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，而改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可实现输出电压平均值的调节。
直流斩波器除可调节直流电压的大小外，还可以用来调节电阻的大小和磁场的大小。
直流传动、开关电源是斩波电路应用的两个重要领域，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。
前者是斩波电路应用的传统领域后者则是斩波电路应用的新领域。
直流斩波器的种类较多，包括6种基本斩波器：降压斩波器（Buck Chopper）、升压斩波器（Boost Chopper）、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器和Zeta斩波器，前两种是最基本的类型。
降压斩波电路课程设计一、设计任务与要求设计一个降压斩波电路，将直流电源的电压降低到所需电压值，并实现稳定的输出。
具体要求如下：1.输入直流电源电压范围为0-100V。
2.输出电压可调，范围为0-50V。
3.输出电流最大值为5A。
4.实现恒压输出，即输出电压稳定不变。
5.电路效率高，损耗小。
6.考虑电路的安全性，添加必要的保护措施。
二、电路设计降压斩波电路主要由电源、开关管、电感、二极管和负载组成。
其工作原理是利用开关管在斩波周期内反复通断，控制电感电流的平均值，从而达到降低输出电压的目的。
1.电源：采用0-100V的直流电源，满足输入电压范围要求。
2.开关管：选择合适的开关管，如MOSFET或IGBT等，根据输入电压和电流要求进行选择。
3.电感：选择适当的电感值，以保证电路的稳定性和效率。
4.二极管：选择合适的整流二极管，如肖特基二极管或快恢复二极管等，以保证电路的稳定性和效率。
5.负载：根据设计要求，选择适当的负载电阻或负载电容等。
三、电路原理图设计根据以上分析，可以设计出降压斩波电路的原理图。
在原理图中，需要标明各元件的参数和连接方式，并注意电路的安全性和可靠性。
例如，为保护开关管和二极管，可以在电路中添加限流电阻或温度保护元件等。
四、仿真与测试在完成原理图设计后，需要进行仿真和测试，以验证设计的正确性和可靠性。
可以使用仿真软件如Multisim进行仿真分析，并根据测试结果对电路参数进行调整。
实际测试时，可以使用电子负载仪等设备进行测试，并记录测试数据和波形。
五、总结与反思在完成降压斩波电路课程设计后，需要对整个设计过程进行总结和反思。
总结设计的优点和不足之处，提出改进方案和优化措施，为今后的课程设计和工程实践提供有益的参考和借鉴。
升压斩波电路的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解升压斩波电路的基本原理，掌握其工作过程及关键参数的计算。
2. 掌握升压斩波电路在不同应用场景中的优点和局限。
3. 了解升压斩波电路与其他类型斩波电路的区别及适用范围。
技能目标：1. 能够正确绘制升压斩波电路的原理图，并进行电路分析。
2. 学会使用相关仪器、设备对升压斩波电路进行实验操作，验证理论知识的正确性。
3. 能够根据实际需求设计简单的升压斩波电路，并进行参数计算。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学习的兴趣，激发其探索精神。
2. 培养学生的团队协作意识，使其在实验和讨论中能够积极与他人合作。
3. 增强学生的环保意识，了解电力电子技术在节能减排方面的重要作用。
课程性质分析：本课程为电力电子技术领域的基础课程，旨在使学生掌握升压斩波电路的基本原理和实际应用。
学生特点分析：学生具备一定的电子电路基础知识，但对电力电子技术方面的知识相对陌生，需要通过具体实例和实验来加深理解。
教学要求：1. 结合实际应用，注重理论知识与实验操作的相结合。
2. 通过案例分析、小组讨论等方式，提高学生的参与度和积极性。
3. 注重培养学生的动手能力和创新能力，提高其解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 升压斩波电路原理：- 斩波电路概述- 升压斩波电路的工作原理及电路结构- 关键元件的作用及选型2. 升压斩波电路的数学建模与参数计算：- 电路方程的建立- 参数计算方法- 转换效率分析3. 升压斩波电路的应用案例分析：- 不同场景下的应用案例介绍- 优缺点分析- 对比其他类型斩波电路的应用4. 实验教学：- 升压斩波电路原理图绘制与仿真- 实验设备的使用与操作方法- 实验步骤及数据处理5. 教学进度安排：- 理论教学：共计8课时，分2周完成- 实验教学：共计4课时，分1周完成教材章节关联：本教学内容与教材第3章“电力电子变换技术”的第2节“升压斩波电路”相关联，涵盖了该节内容的核心知识点。
《电力电子技术》课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计与仿真院、部：电气与信息工程学院学生：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2016年6月电力电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程系专业：电气工程及其自动化摘要电力电子技术飞速发展，电力电子技术已经成为自动化领域里一个重要部分，其核心就是利用弱电电路的设计思路，强大电路的器件来实现电路的各种需求。
至今电力电子技术已经成为电气工程、信息科学、能源科学三个学科领域的公共学科，可见现实中其无可替代的重要性。
该课程设计做的直流升降压斩波电路，是以SG3525为驱动电路的升降压斩波电路，其优点是响应快，加速平稳、节约能源效果好。
通过MATLAB中的SIMULINK 功能仿真，到达了预期效果。
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)2总体方案设计 (2)2.1设计要求 (2)2.2升降压直流斩波电路总体设计方案 (2)2.3方案的确定 (2)3主电路设计 (4)3.1工作原理 (4)3.2波形图 (5)3.3主要元器件选择、参数分析 (6)4控制与驱动电路的设计 (7)4.1控制电路的设计 (7)4.2驱动电路设计 (8)5 直流升压斩波电路保护电路设计 (9)5.1过电流保护电路 (9)5.2过电压保护电路 (9)6 Simulink仿真分析 (11)6.1 仿真软件简介 (11)6.2建立仿真模型 (11)6.3仿真结果分析 (14)结束语 (17)参考文献 (18)致 (19)附录ASimulink仿真图 (20)附录BCAD电气原理图 (21)1绪论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。
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。
(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SG3525简介SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。
2总体方案设计2.1设计要求1）直流输入电压100V；2）电阻负载；(R取学号尾数X10Ω)；3）控制电路频率10KHZ；4）输出电压纹波系数：0.2%；5）仿真出占空比α分别为0.1，0.2，0.5，0.8的电感电压、电感电流、开关管电流、二极管电流和输出电压的波形。
2.2升降压直流斩波电路总体设计方案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。
电路的结构框图如图1所示。
图1 总体设计方案除了上述主要结构之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电器隔离。
2.3方案的确定电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。
由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。
控制电路是用来产生升、降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开关控制端，可以使其开通或关断的信号。
通过控制开关的开通和关断来控制升、降压斩波电路的主电路工作。
控制电路中的保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象损害电路设备。
3主电路设计3.1工作原理图2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。
图2 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1i ，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2i ，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。
稳态时，一个周期T 电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，即：()()0000=-=+=⎰⎰⎰off t T t on off L on L T L t u Et dt u dt u dt u on on (1)当V 处于通态期间时，L u =E ，而当V 处于断态期间时，L u = -0u 。
于是off o on t U Et = 所以输出电压为：E E t T t E t t u on on off on αα-=-==10 (2) 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，简称占空比或导通比。
若改变导通比α，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当012α<<时为降压， 当121α<<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on t 不变，称为PWM 。
（2）保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T ，称为频率调制或调频型。
（3）on t 和T 都可调，使占空比改变，称为混合型。
3.2波形图输出电压E E t t U off on O αα-==1(3) 图3给出了电源电流1i 和负载电流2i 的波形，设两者的平均值分别为1I 、2I ，当电流脉动足够小时，有offon t t I I =21(4) 由上式可得1121I I t t I on off αα-==(5)如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时，则有21I U EI O =其输出功率和输入功率相等，可看作直流变压器。
图3 升降压斩波电路波形3.3主要元器件选择、参数分析考虑安全裕度则IGBT 的额定电压为2-3倍峰值电压，所以额定电压可为440V-660V 。
额定电流33A-44A 。
二极管VD 的反向电压为220V.选择IGBT 的型号为IRH4PC40U 其额定电压为600V ，额定电流为40A 。
选择续流二极管的型号为HFA25TB60，期而定电压为600V ，额定电流25A 。
（1）前级整流电路负载平均电压升高，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=C(3～5)T/2 (6)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约为 L V =Y1.1～1.22V (7)令整流后输出电压为100V ，则整流前输入电压2V =L V /1.2=100/1.2=83.4V (8)因为电源为交流单项220V ，变压器变比需满足1V ：2V =220:83.4=2:1 (9)此时前级整流输出电压E 为100V 。
（2）其他器件选择主电路中电感选择1Mh,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控制与驱动电路的设计4.1控制电路的设计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ton，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型；（2）保持导通时间不变，改变开关周期T，成为频率调制或调频型；（3）导通时间和周期T都可调，是占空比改变，称为混合型。
其中第一种是最常用的方法。
PWM控制信号的产生方法有很多。
使用IGBT的专用触发芯片SG3525，其电路原理图如图4所示。
图4 控制电路原理图SG3525所产生的仅仅只是PWM控制信号，强度不够，不能够直接去驱动IGBT，中间还需要有驱动电路就爱你过信号放大。
另外，主电路会产生很大的谐波，很可能影响到控制电路中PWM信号的产生。
因此，还需要对控制电路和主电路进行电气隔离。
4.2驱动电路设计IGBT是电力电子器件，控制电路产生的控制信号一般难以以直接驱动IGBT。
因此需要信号放大的电路。
另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。
因而还设计中还学要有带电器隔离的部分。
具体来讲IGBT的驱动要求有一下几点：（1）动态驱动能力强，能为IGBT栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。
否则IGBT会在开通及关延时，同时要保证当IGBT损坏时驱动电路中的其他元件不会被损坏。
（2）能向IGBT提供适当的正向和反向栅压，一般取+15 V左右的正向栅压比较恰当，取-5V反向栅压能让IGBT可靠截止。
（3）具有栅压限幅电路，保护栅极不被击穿。
IGBT栅极极限电压一般为土20 V，驱动信号超出此围可能破坏栅极。
