电力电子技术第五章总结_六种基本斩波电路对比

电力电子技术I-实验1-直流斩波电路-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII实验报告课程名称：电力电子技术指导老师：马皓成绩：__________________实验名称：直流斩波电路的研究实验类型：_________________同组学生姓名：___________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、熟悉六种直流斩波电路（Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）的工作原理与特点；2、掌握六种直流斩波电路在负载电流连续工作时的工作状态以及负载波形。

二、实验内容1、分别按照六种直流斩波电路的结构分别连接对应的试验电路；2、分别观察六种不同直流斩波电路在电路不同占空比的PWN波时的工作情况，并记录负载电压，与理论值进行比较，分析实验结果。

三、主要实验设备与仪器1、MPE-I电力电子探究性实验平台2、NMCL-22H直流斩波电路3、NMCL-22H-CK直流斩波电路插卡4、NMCL-50数字直流表5、示波器四、实验线路1、Buck chopper降压斩波电路（1）将PWN波形发生器的占空比调节电位器左旋到底（使占空比最小），输出端“VG-T”端接到斩波电路中IGBT管VT的”G“端，将PWN的”地“接到斩波电路中IGBT的”E“端，按照下图接成Buck chopper斩波器；（2）检查电路无误后，闭合电源开关，用示波器观察PWN输出波形，调节PWN触发器的电位器RP1，即改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压，观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。

2、Boost chopper升压斩波电路（1）按照下图接成Boost chopper电路，电感电容任选，负载电阻为R；（2）参照Buck chopper斩波电路，改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压；（3）观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。

目录一、buck斩波电路工作原理 (1)二、硬件调试 (3)2.1、电源电路 (3)2.1.1 工作原理： (3)2.2 buck斩波电路 (5)2.3、控制电路 (6)2.4、驱动电路 (7)2.5 过压保护电路 (9)2.5.1 主电路器件保护 (9)2.5.2 负载过压保护 (9)2.5.3 过流保护电路 (10)2.6 元器件列表 (12)三、总结 (12)四、参考文献 (13)一、buck斩波电路工作原理直流斩波电路（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电力MOSFET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。

1.1主电路工作原理图1.1 BUCK斩波电路电路图直流降压斩波主电路使用一个Power MOSFET IRF640N控制导通。

升降压斩波电路（摘要：本文阐述的六种基本的斩波电路中的最基本的两种——降压斩波电路和升压斩波电路，以及它们的仿真接线图及其仿真波形。

关键字：升降压斩波matlab仿真1、降压斩波电路1）工作原理图中V的栅极电压波形如图3所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u0=E,负载电流i0按指数曲线上升。

当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u0近似为零，负载电流呈指数曲线下降。

至一个周期结束，再驱动V导通，重复上一个周期的过程。

2）仿真接线图3）描绘波形指令subplot(3,1,1);plot(a.time,a.signals(1).values)title('输出电流')subplot(3,1,2);plot(a.time,a.signals(2).values)title('输出电压')subplot(3,1,3);plot(a.time,a.signals(3).values)title('触发脉冲')4）仿真波形0.010.020.030.040.050.060.070.08-2024输出电流00.010.020.030.040.050.060.070.08-505输出电压00.010.020.030.040.050.060.070.08012脉冲信号2、升压斩波电路1）工作原理当可控开关V 处于通态时，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u0为恒值，记为U0。

当电路工作在稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等。

2）仿真接线图3）描绘波形指令同1中3）。

4）仿真波形0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1000100200输出电流00.10.20.30.40.50.60.70.80.910100200输出电压00.10.20.30.40.50.60.70.80.91012触发脉冲3、总结直流斩波电路的种类较多，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。

西安交通大学电力电子技术考题05及答案成绩西安交通大学考试题考试科目电力电子技术考试日期 20年 3月 20日报考专业姓名考号一、填空（30分）1．（3分）电力电子学是由① 、②、③三个学科交叉而形成的。

2.（6分）按照输入输出电能形式不同，电力变换电路可分为四大类，分别是① 、②、③、④，广泛使用的间接式变频电路可看作是由⑤ 和⑥组合而成。

3．（6分）在如下电力电子器件： SCR、GTO、IGBT、MOSFET中，按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，属于双极型器件的是① ，属于单极型器件的是② ，属于复合型器件的是③ ，工作频率最高的是④ 。

按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形，属于电平驱动的是⑤ 。

属于电流驱动型全控器件的是⑥ 。

4．（4分）电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为①，随负载加重Ud逐渐趋近于②，通常设计时，应取RC≥③T，此时输出电压为Ud≈④。

(设T为交流电周期，U2为电电压有效值)5．（2分）从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。

电压型逆变电路多用①多重方式；电流型逆变电路多采用②多重方式。

6．（5分）在6种基本斩波电路中，可控制输入电流连续的3种电路分别是：① ，② ，③ 。

在这6种电路中，输出电压可被控制为输入电压2倍的电路有④ 种，输出电压与输入电压极性相同的有⑤ 种。

7．（3分）单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为①，随α的增大，输出电压②（增大？减小？）,功率因数③（增大？减小？）。

8．（1分）在PWM控制电路中，根据载波比变化情况，可将PWM调制方式分为两种方式，其中，可用于控制消除输出波形中特定次谐波成分的调制方式是：① 。

二、简答（45分）1．（5分）晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？2．（6分）逆变器换流按照交替桥臂方向可分为哪两种？三相电压型桥式逆变电路和三相电流型桥式逆变电路分别属于那种方向的换流的方式？为什么？3.（5分）正激电路如下图1所示。

竭诚为您提供优质文档/双击可除直流斩波电路性能研究实验报告篇一：电力电子实验报告直流斩波电路的性能研究实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。

(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。

(3)了解pwm控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(buckchopper)降压斩波电路(buckchopper)的原理图及工作波形如图4-12所示。

图中V为全控型器件，选用IgbT。

D为续流二极管。

由图4-12b中V的栅极电压波形uge可知，当V处于通态时，电源ui向负载供电，uD=ui。

当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压uD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。

负载电压的平均值为：uo式中ton为V处于通态的时间，toff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(α=ton/T)。

由此可知，输出到负载的电压平均值uo最大为ui，若减小占空比α，则uo随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。

tontuionu??auiton?toffTiuicegugetTtofft+L1c1+uo-uDuouiVuD-tt-(b)波形图图4-12降压斩波电路的原理图及波形(boostchopper)(boostchopper)的原理图及工作波形如图4-13所示。

电路也使用一个全控型器件V。

由图4-13b中V的栅极电压波形uge可知，当V处于通态时，电源ui向电感L1充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容c1上的电压向负载供电，因c1值很大，基本保持输出电压uo为105恒值。

设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L1上积蓄的能量为uiI1ton。

当V处于断态时ui和L1共同向电容c1充电，并向负载提供能量。

设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L1释放的能量为(uo-ui)I1ton。