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.湖南工程学院课 程 设 计课程名称 电力电子技术 课题名称 直流降压斩波电路专 业 自 动 化班 级 1201学 号 201201020117姓 名 李慧红指导教师唐勇奇2015年1月3 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：直流降压斩波电路专业班级：自动化1201学生姓名：李慧红学号：201201020117 指导老师：唐勇奇审批：汪超任务书下达日期2014 年12 月24 日设计完成日期2015 年 1 月 3 日目录第1章总体方案 (7)第2章主电路设计 (8)2.1 工作原理 (8)2.2 参数分析 (9)2.3 元件型号选择 (10)第3章控制电路设计 (10)3.1 控制电路方案选择 (10)3.2 工作原理 (12)第4章驱动电路设计 (13)4.1 驱动电路方案选择 (13)4.2 工作原理 (14)第5章保护电路设计 (15)5.1 过压保护电路 (15)5.2 过流保护电路 (17)第6章系统仿真 (18)6. 1 电路总图 (18)6.2MATLAB的仿真结果 (19)6.3 仿真结果分析 (20)第7章课程设计总结 (20)第8章参考文献 (21)第1章总体方案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。
根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。
图1降压斩波电路结构框图在图1结构框图中，控制电路是用来产生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降压斩波电路的主电路工作。
直流降压斩波电路课程设计引言直流降压斩波电路是电子电路领域中一种常见的电路，它主要用于将高压直流电源降压为所需的低压直流电源，并通过斩波电路消除输出信号的脉动。
本文将详细介绍直流降压斩波电路的设计原理、实施步骤和实际应用。
设计原理直流降压斩波电路的设计原理基于基础的电路理论知识。
在设计中，需要考虑以下几个方面的内容：输入电压和输出电压的关系根据设计的需求，需要确定输入电压和输出电压的关系。
通常情况下，输出电压要低于输入电压。
这个关系对于电路的元件选择和参数确定非常重要。
电路拓扑结构根据输入输出电压的关系，可以选择不同的电路拓扑结构。
常见的直流降压斩波电路拓扑有BUCK和BOOST两种。
BUCK电路用于输出电压小于输入电压的情况，BOOST电路用于输出电压大于输入电压的情况。
斩波电路设计斩波电路的设计是直流降压斩波电路设计中的重要部分。
斩波电路的作用是消除输出信号的脉动，使输出电压更加稳定。
常见的斩波电路包括电容滤波、电感滤波等。
根据设计需求，选择合适的斩波电路并计算电路参数。
控制电路设计直流降压斩波电路通常需要控制电路来调整输出电压。
控制电路可以通过开关元件的开关频率和工作占空比来实现电压调节。
控制电路的设计需要考虑开关元件的特性和相关电路参数。
实施步骤针对以上设计原理，可以按照以下步骤进行直流降压斩波电路的设计：1.确定输入输出电压的关系，并计算所需降压比例。
2.根据电压关系选择合适的电路拓扑结构，BUCK或BOOST。
3.根据拓扑结构选择合适的元件并计算参数，包括开关元件、电容和电感等。
4.设计斩波电路，选择合适的斩波电路拓扑和计算电路参数。
5.设计控制电路，选择合适的控制策略和计算相关参数。
6.综合考虑各个部分的设计结果，进行仿真验证。
7.制作电路原型并进行实际测试，调整和优化电路参数。
8.编写电路设计报告，包括设计原理、步骤、仿真结果和实际测试结果等。
实际应用直流降压斩波电路在实际应用中有广泛的应用。
直流降压斩波电路课程设计一、设计背景直流降压斩波电路是电子工程中常见的一种电路，其作用是将高压的直流电源转换为低压的直流电源，以满足不同设备对电压的需求。
本次课程设计旨在通过设计一个直流降压斩波电路来加深学生对该电路原理和应用的理解，并提高学生的实践能力。
二、设计要求1. 输入电压：24V DC2. 输出电压：12V DC3. 输出电流：最大2A4. 效率：不低于80%5. 稳定性：输出稳定性好，纹波小于100mV三、设计原理1. 直流降压原理直流降压是指通过变换器将输入端直流高压转换成输出端所需的较低直流电源。
通常情况下，使用变换器将输入端高频交变成矩形波进行输出，再通过滤波器进行平滑处理，从而得到稳定的直流输出。
2. 斩波原理斩波是指将交流信号转化为脉冲信号输出。
在斩波过程中，通过改变占空比（即高电平时间与周期时间之比）可以调节输出脉冲宽度，从而实现对输出电压的调节。
3. 直流降压斩波电路原理直流降压斩波电路是将直流高压输入信号通过变换器转化为高频交流信号，再通过斩波电路将其转化为脉冲信号输出。
最后通过滤波器对输出信号进行平滑处理，得到稳定的直流低压输出。
四、设计方案1. 变换器选择变换器是直流降压斩波电路中最关键的部分之一。
在本次设计中，我们选择使用UC3845作为变换器控制芯片，并搭配IRF540N MOSFET管进行驱动。
同时，我们还需要根据输入和输出电压的不同来选择合适的变压器。
2. 斩波电路设计在本次设计中，我们选择使用NE555作为斩波芯片，并根据输入和输出电压的不同来计算出合适的占空比。
同时，在斩波过程中还需要注意控制脉冲宽度以保证输出稳定性。
3. 滤波器设计滤波器是直流降压斩波电路中用于平滑处理输出信号的部分。
在本次设计中，我们选择使用L-C滤波器进行滤波处理，以保证输出电压的稳定性和纹波小于100mV。
4. 控制电路设计为了保证直流降压斩波电路的稳定性和安全性，我们还需要设计一个控制电路来监测输入和输出电压，并对变换器进行合适的控制。
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。
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。
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。
一.程序设计的目的：1. 熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理2. 掌握两种基本斩波电路的工作状态掌握两种基本斩波电路的工作状态3. 了解电路图的波形情况了解电路图的波形情况二． 课程设计的主要内容1. 设计题目设计题目直流斩波电路的性能研究 2. 2. 设计步骤设计步骤设计步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案 ⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计 ⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能 ⑷进行调试与修改⑷进行调试与修改⑷进行调试与修改 ⑸撰写课程设计说明书⑸撰写课程设计说明书⑸撰写课程设计说明书3.3.设计方法设计方法设计方法直流斩波电路（直流斩波电路（直流斩波电路（DC Chopper DC Chopper DC Chopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流的直流电，也称为直流--直流变换器（直流变换器（DC/DC Converter DC/DC Converter DC/DC Converter），直流斩波电路（），直流斩波电路（），直流斩波电路（DC DC Chopper Chopper））一般是指直接将直流变成直流的情况，一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流不包括直流不包括直流--交流交流--直流的情况；直流斩波电路的种类很多，直流斩波电路的种类很多，包括包括6种基本斩波电路：种基本斩波电路：降压斩波电路，降压斩波电路，降压斩波电路，升压斩波电升压斩波电路，升降压斩波电路，路，升降压斩波电路，Cuk Cuk 斩波电路，斩波电路，Sepic Sepic 斩波电路，斩波电路，Zeta Zeta 斩波电路，前两种是最基本电路。
是最基本电路。
主要包括：⑴降压斩波电路的设计⑴降压斩波电路的设计 ⑵升压斩波电路的设计⑵升压斩波电路的设计 ⑶直流供电电源⑶直流供电电源 ⑷控制和驱动电路⑷控制和驱动电路三． 设计方案的论证1．熟悉实验装置的电路结构和主要元器件，检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确，检查输入保险丝是否完好，检查输入保险丝是否完好，以及控制电路和主电路的电源开关以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。
电力电子技术课程设计报告课题名称IGBT升降压斩波电路设计专业班级学号学生姓名指导教师指导教师职称评分完成日期：2015年1月13日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，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。
升降压斩波电路综合了升压电路和降压电路的优点，可以在一个电路中同时实现升压和降压，简化了电路结构。
而全控型器件IGBT的使用为外部自动控制提供了巨大便利，因此其使用范围在直流斩波电路中很广泛，对其做研究有很好的使用意义。
本文首先比较了两种具有升降压功能的DC／DC变换电路，具体地分析了两种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，通过MATLAB软件中的Simulink部分建模仿真，最后给出了测试结果。
关键词：直流斩波；升降压； IGBT；全控型目录目录 (1)1 设计任务要求 (2)1.1 设计任务21.2 设计要求2 2方案选择 (3)2.1方案一32.2方案二33 电路设计 (5)3.1 主电路设计53.2 驱动电路设计63.3保护电路84 仿真控制 (9)5心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 程序清单 (13)附录2 元件清单 (14)答辩记录 (15)1 设计任务要求1.1 设计任务IGBT升降压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：（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) 输出电压脉率：小于10%1.2 设计要求1，分析题目要求，提出2-3种实现方案，比较并确定主电路结构和控制结构方案；2，设计主电路原理图，触发电路原理图，并设置必要的保护电路；3，参数计算，选择主电路及保护电路元件参数4，利用仿真软件MATLAB等进行电路优化；5，最好可以建模并仿真完成相关的设计电路。
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：升降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：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 学生姓名 专业班级课程设计升降压直流斩波实验装置课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能为了电力电子技术课程的教学实验，设计此装置，使学生通过该装置测试、观察升降压直流斩波电路的各个参数及波形，应用此装置可验证升降压斩波的相关理论知识。
设计任务1、方案的经济技术论证。
2、整流电路设计。
3、通过计算选择整流器件的具体型号。
4、斩波电路设计。
5、驱动电路设计或选择。
6、绘制相关电路图。
要求1、文字在4000字左右。
2、文中的理论分析与计算要正确。
3、文中的图表工整、规范。
4、元器件的选择符合要求。
技术参数1、交流电源：单相220V 。
2、前级整流输出电压限制在50V 以内。
3、斩波输出电流最大值2A 。
4、负载：纯电阻。
5、斩波输出直流电压在10～100V 左右可调。
进度计划第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：整流电路设计；第5天：斩波电路设计；第6天：驱动电路设计；第7天：元器件具体选择；第8天：在实验室调试；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要升降压直流斩波实验装置电路主要分为三个部分，分别为整流电路模块，驱动电路模块，斩波电路模块。
整流电路:是电力电子电路中出现最早的一种。
它的作用是将交流电源变为直流电输出。
斩波电路：它的功能是将直流电变为另一固定电压的直流电或可调电压的直流电。
本装置应用升降压斩波电路。
通过控制占空比来实现电压的升降。
本实验装置操作简单，安全系数高。
此斩波电路中IGBT 的驱动信号由集成脉宽调制控制器SG3525 产生，由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试。
关键词：整流电路；驱动电路；斩波电路；直流电目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.2本文设计内容 (2)第2章升降压直流斩波实验装置总体设计方案 (3)2.1升降压直流斩波实验装置电路设计 (3)2.2具体电路设计 (3)2.2.1主电路设计 (3)2.2.2整流电路设计 (4)2.2.3驱动电路设计 (6)2.2.4 升降压电路的设计 (9)2.3元器件型号选择 (11)2.3.1整流电路的参数计算 (11)2.3.2升降压斩波电路的参数计算 (11)第3章元器件的型号选择 (13)第4章系统调试及仿真 (14)第5章课设总结 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1电力电子技术概况电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术二大分支。
信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。
电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波和转换。
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。
半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破，标志着电子技术的诞生。
而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，而另一类就是电力电子器件，特点是功率大、快速化。
自20世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转交流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。
电力电子技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路3部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。
电力技术涉及发电、输电、配电及电力应用，电子技术涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统，控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。
电力电子器件是电力电子技术的基础，电力电子器件对电能进行控制和转换就是电力电子技术的应用。
在21世纪已经成为一种高新技术，影响着人们生活的各种领域，因此对电力电子技术的研究具有时代意义。
电力电子技术的核心是电源变换技术，由于能源短缺和环境问题，现在发展火热的电动汽车和各种新能源发电技术等方向都需要大量新型高效的电力电子变换器。
其在电气工程领域具有很大的发展潜力，其发展趋势不外乎在原有的基本变换器基础之上追求更高的电能转换效率、更廉价的生产成本以及可靠性更高的拓扑和控制方法。
电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制于转换领域。
半导体整流控制、半导体硅整流的小型化等的出现，产生一个新的电力电子应用领域。
半导体硅整流，汞弧整流器应用于控制电源，但是这样的整流回路只是工业电子的一部分，对于汞弧整流器应用范围而言是有局限的。
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，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，在培养本专业人才中占有重要地位。
1.2本文设计内容升降压直流斩波电路的功能是讲直流电变为另一种可调的直流电，也称为直流—直流变换器。
升降压直流斩波广泛地应用于生产生活中，按技术分类有：嵌入式（ARM技术）、单片机、DPS、EDA、系统管理器件、模拟技术、专用芯片技术、电源技术、传感技术、光技术、开关技术、通信于网络、PCB技术和集成电路等，本文主要讲的是升降压直流斩波实验装置。
文章先后分析了整流电路、驱动电路和升降压直流斩波电路的工作原理，介绍了集成芯片SG3525的应用特点，并对SG3525控制，从而实现验证升降压斩波的相关理论知识，使同学可以更好的学习电力电子技术这门课程。
本课题给出的参数是：1、交流电源：单相220V。
2、前级整流输出电压限制在50V以内。
3、斩波输出电流最大值2A。
4、负载：纯电阻。
5、斩波输出直流电压在10～100V左右可调。
第2章升降压直流斩波实验装置总体设计方案2.1升降压直流斩波实验装置电路设计斩波电路包括：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。
为了电力电子技术课程的教学实验，本实验设计升降压直流斩波实验装置，使学生通过该装置测试、观察升降压直流斩波电路的各个参数及波形，应用此装置可验证升降压斩波的相关理论知识。
此装置应满足操作简单，廉价可靠，安全系数高。
因为此装置应用于实验室，其电源电压为单相交流电220V，所以需通过整流电路将交流电变换为直流电后，再通过斩波电路调节其电压。
而实验装置中还需要加入驱动电路，并进行元器件的选择，绘制出合理的电路图，最终在实验室用EWB进行仿真并更正2.2 具体电路设计2.2.1主电路设计构成此实验装置的总电路图主要分为三大部分（如图2.1所示），分别为整流电路、驱动电路和斩波电路。
整流电路将交流电变为直流电，利用驱动电路将直流电发送给斩波电路，然后进行升降压的选择，使输出直流电压为10～100V可调。
交流直流整流电路驱动电路斩波电路图2.1 总电路图2.2.2整流电路设计斩波电路的输入直流电压U由低压单相交流电源经单相桥式二极管整流及电感电容滤波后得到。
升降压斩波电路由电阻替代，由于二极管不可控，调节变压器的变比，即可控制电阻两端的电压U。
电阻两端的电压U即是升降压斩波电路的输入电压，U的大小必须控制在50V以内。
在单相桥式二极管整流电路中，每一个导电回路中有两个二极管，即用两个二极管图2.2整流电路图2.2.3驱动电路设计11621531441351261171089图2.4驱动电路及SG3525引脚1：误差放大器反向输入端。
引脚2：误差放大器同相输入端。
引脚3: 振荡器外接同步信号输入端。
引脚4：振荡器输出端。
引脚5：振荡器定时电容接入端。
引脚6：振荡器定时电阻接入端。
引脚7：振荡器放电端。
引脚8：软启动电容接入端。
引脚9：PWM信号输入端。
引脚10：外部关断信号输入端。
引脚11：输出端A引脚12：信号地引脚13：输出级偏置电压接入端引脚14：输出端B引脚15：偏置电源接入端引脚16：基准电源输出端SG3525 芯片特点如下：1．工作电压范围 8-35v。
2．5.1V 微调基准电源3．振荡器频率工作范围 100Hz-500kHz。
4．具有振荡器外部同步功能5．死区时间可调。
6．内置软启动电路。
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)其11 和14 脚输出两个等幅、等频、相位互补、占空比可调的PWM 信号。
脚6、脚7 内有一个双门限比较器 内设电容充放电电路 加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525 的振荡器。
振荡器还设有外同步输入端(脚3)。
脚1 及脚2 分别为芯片内部误差放大器的反相输入端、同相输入端。
该放大器是一个两级差分放大器。
根据系统的动态、静态特性要求 在误差放大器的输出脚9 和脚1 之间一般要添加适当的反馈补偿网络 另外当10 脚的电压为高电平时 11 和14 脚的电压变为10 输出。
图2.5 电路内部主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路（即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管），称为驱动电路。
驱动电路的基本任务，就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，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，以保证器件按要求可靠导通或关断。
2.2.4升降压电路的设计升降压斩波电路的原理图如图所示。
设电路中电感L值很大，电容C值也很大。
使电感电流i L 和电容电压即负载电压u c基本为恒值。
图2.6 升降压斩波电路图2.7 升降压斩波电路波形图该电路的基本工作原理是：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i1。
