五章节直流斩波电路
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一、填空题1、升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压,关键有两个原因:一是L储能之后具有使()的作用;二是电容C可将输出电压()住。
答:电压泵升;保持2、升压斩波电路和降压斩波电路一样,也有电流()和()两种工作状态。
答:连续;断续3、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有()斩波电路、( )斩波电路和()斩波电路。
答:降压;升压;升降压;二、问答题1、试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构?试分析它们各有什么特点?答:直流斩波电路主要有降压斩波电路(Buck),升压斩波电路(Boost),升-降压斩波电路(Buck—Boost)和库克(Cuk)斩波电路。
降压斩波电路是输出电压的平均值低于输入电压的变换电路.它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。
升压斩波电路是输出电压的平均值高于输入电压的变换电路。
它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。
升—降压变换电路是输出电压的平均值可以大于或小于输入直流电压,输出电压与输入电压极性相反.主要用于要求输出与输入电压反向,其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。
库克电路也属升—降压型直流变换电路,但输入端电流波纹小,输出直流电压平稳,降低了对滤波器的要求。
2、简述降压斩波电路的工作原理。
输出电压电流波形。
答:0=t 时刻驱动V 导通,电源E 向负载供电,负载电压E u =0,负载电流0i 按指数曲线上升。
1t t =时控制V 关断,二极管VD 续流,负载电压0u 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.3、简述升压斩波电路的工作原理。
输出电流波形答:当V 处于通态时,电源E 向电感L 充电,设充电电流为i 1,L 值很大,i 1基本恒定,同时电容C 向负载供电,C 很大,使电容器电压u 0基本不变,设V 处于通态的时间为t on ,在t on 时间内,电感L 上积蓄的能量为EI 1t on ;当V 处于断态时,E 与L 同时向电容充电,并向负载R 提供能量。
重庆三峡学院实验报告课程名称电力电子技术实验名称直流斩波电路实验类型验证学时 2系别电信学院专业电气工程及自动化年级班别2015级2班开出学期2016-2017下期学生姓名袁志军学号 2实验教师谢辉成绩2017 年 6 月 4 日(2)凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图实验八直流斩波电路一、实验目的(1)加深理解斩波器电路的工作原理。
(2)掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。
(3)熟悉斩波器电路各点的电压波形。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK05直流斩波电路该挂件包含触发电路及主电路两个部分。
3 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“给定”等模块。
4 D42 三相可调电阻5 双踪示波器自备6 万用表自备三、实验线路及原理本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器,主电路如图3-24所示。
其中VT1为主晶闸管,VT2为辅助晶闸管, C和L1构成振荡电路,它们与VD2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。
当接通电源时,C经L1、VD1、L2及负载充电至+U d0,此时VT1、VT2均不导通,当主脉冲到来时,VT1导通,电源电压将通过该晶闸管加到负载上。
当辅助脉冲到来时,VT2导通,C通过VT2、L1放电,然后反向充电,其电容的极性从+U d0变为-U d0,当充电电流下降到零时,VT2自行关断,此时VT1继续导通。
VT2关断后,电容C通过VD1及VT1反向放电,流过VT1的电流开始减小,当流过VT1的反向放电电流与负载电流相同的时候,VT1关断;此时,电容C继续通过VD1、L2、VD2放电,然后经L1、VD1、L2及负载充电至+U d0,电源停止输出电流,等待下一个周期的触发脉冲到来。
VD3为续流二极管,为反电势负载提供放电回路。
图3-24 斩波主电路原理图从以上斩波器工作过程可知,控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽, 从而可达到调节输出直流电压的目的。
直流斩波电路简介直流斩波电路(DC Chopper)是一种用来控制直流电动机的电路。
它可以为直流电机提供高效的调速和转向控制,因此在工业应用中非常广泛。
直流斩波电路主要由斩波器、控制电路和直流电源组成。
斩波器是控制电动机转速和方向的核心部分,它通过调节输出电压和电流的波形来实现电机的控制。
控制电路则通常采用微处理器或单片机,用来控制斩波器的工作状态和输出信号的频率、幅值和相位。
直流电源则是为整个系统提供电能,以保证电机能够正常运行。
斩波器斩波器是直流斩波电路中最重要的部分,它通常包括一个开关器件和一个电感元件。
开关器件可以是晶闸管、MOSFET管、IGBT管等。
而电感元件则是用来限制输出电流和平滑输出电压波形的。
在斩波器中,当开关器件导通时,电感元件会吸收输入电源中的能量,同时输出电压也会上升。
而当开关器件关断时,电感元件会反向放电,同时输出电压也会下降。
通过改变开关器件的工作状态,我们就可以改变电源的输出电压和电流波形,从而实现对电动机的控制。
控制电路在直流斩波电路中,控制电路主要负责控制斩波器的开关状态。
控制电路通常由微处理器或单片机实现,可以使用PID等算法来控制输出电压和电流的稳定性和响应性。
控制电路同样可以控制输出信号的频率、幅值和相位。
这些信号不仅可以控制电动机的运行状态,还可以用来监测电机的转速和位置,以实现更加精确的控制。
直流电源直流电源是为整个电路提供电能的部分,它的稳定性和可靠性对整个电路的运行非常重要。
在直流斩波电路中,直流电源通常采用整流电路和充电电路的结合,以实现对电池的充电和电机运行的供电。
直流电源的质量也直接影响了斩波器和控制电路的稳定性,因此需要特别注意。
应用直流斩波电路可以应用于各种不同类型的电机控制,包括直流电动机、无刷直流电机和步进电机等。
它的高效能和高精度控制使得它在精密控制和节能降耗等方面具有广泛的应用前景。
除此之外,直流斩波电路还可以应用在光伏逆变器、风力发电机、电子变压器等领域中,以实现对电能的转换和传输。
实验五直流斩波电路实验报告一、实验目的1、熟悉直流斩波电路的工作原理。
2、掌握直流斩波电路的基本组成和结构。
3、学会使用实验设备对直流斩波电路进行测试和分析。
4、深入理解斩波电路中占空比与输出电压之间的关系。
二、实验设备1、直流电源2、示波器3、信号发生器4、电阻、电容、电感等电子元件5、数字万用表三、实验原理直流斩波电路是将直流电源电压斩成一系列脉冲电压,通过改变脉冲的宽度或频率来控制输出电压的平均值。
常见的直流斩波电路有降压斩波电路(Buck 电路)、升压斩波电路(Boost 电路)和升降压斩波电路(BuckBoost 电路)等。
以降压斩波电路为例,其工作原理如下:当开关管导通时,电源向负载供电,电感储存能量;当开关管截止时,电感释放能量,二极管续流,维持负载电流连续。
通过调节开关管的导通时间与周期的比值(即占空比 D),可以改变输出电压的平均值。
输出电压的平均值$U_{o}$与输入电压$U_{in}$的关系为:$U_{o} = D \times U_{in}$,其中 D 为占空比。
四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路,仔细检查电路连接是否正确,确保无误。
2、调节直流电源,使其输出一个合适的电压值,作为输入电压。
3、设置信号发生器,产生合适的控制信号,控制开关管的导通与截止。
4、用示波器观察输入电压和输出电压的波形,测量并记录其幅值、频率和占空比。
5、改变占空比,重复步骤 4,记录不同占空比下的输出电压值。
6、对升压斩波电路和升降压斩波电路进行同样的实验操作。
五、实验数据记录与分析|占空比 D |输入电压$U_{in}$(V)|输出电压$U_{o}$(V)|理论计算值$U_{o}$(V)|误差|||||||| 02 | 10 | 20 | 20 | 0% || 04 | 10 | 40 | 40 | 0% || 06 | 10 | 60 | 60 | 0% || 08 | 10 | 80 | 80 | 0% |从实验数据可以看出,实际测量值与理论计算值基本相符,误差在可接受范围内。