4-7-升降压斩波电路

实验四 直流降压斩波电路

一 实验目的

1.理解降压斩波电路的工作原理及波形情况，掌握该电路的工作状态及结果。

2.研究直流降压斩波电路的全过程

3.掌握降压斩波电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二 预习内容要点

1. 降压斩波电路工作的原理及波形

2. 输入值输出值之间的关系

三 实验内容及步骤

1.降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图如图2.1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:

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。

2.（1）器件的查找

以下器件均是在MATLAB R2017b环境下查找的，其他版本类似。有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在 库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找

（2）连接说明

有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：示波器可以双击示波器进入属性后进行设置。 图2.1 （3）参数设置

1. 双击直流电源把电压设置为200V。负载电动势20V。’

2. 双击脉冲把周期设为0.001s，占空比设为30％，40%，80%，（可多设几组）延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；

3. 双击负载把电阻设为10Ω，电感设为0.1H；

4. 双击示波器把Number of axes设为3，同时把History选项卡下的Limit data

摘要

直流斩波电路是将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 , 如果改变开关的动作频率，或改变直流电流接通和断开的时间比例，就可以改变加到负载上的电压、电流平均值。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。

全控型电力电子器件MOSFET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。

关键词：Buck Chopper MOSFET Simulink 高频开关

目录

1 降压斩波电路主电路基本原理 ............................ 1

2 MOSFET基本性能简介 .................................... 5

2.1 电力MOSFET的结构和工作原理 ...................... 5

2.1.1 电力MOSFET的结构 .......................... 5

2.1.2 功率MOSFET的工作原理 ...................... 6

2.2 功率MOSFET的基本特性 ............................ 6

2.2.1 静态特性 ................................... 6

2.2.2 动态特性 ................................... 7

2.3 电力MOSFET的主要参数 ............................ 8

3 电力MOSFET驱动电路 ................................... 9

升降压斩波电路原理

升降压斩波电路是一种常见的电子电路，它可以实现对电压的升降转换，并且具有斩波功能。在实际应用中，升降压斩波电路被广泛应用于电源变换器、逆变器、稳压器等电子设备中。本文将从原理入手，对升降压斩波电路进行详细介绍。

首先，我们来看一下升降压斩波电路的基本原理。升降压斩波电路通过控制开关管的导通和截止，实现对输入电压的升降转换。当开关管导通时，电压可以升高；当开关管截止时，电压可以降低。同时，斩波电路可以通过对开关管的控制，实现对输出波形的调节，从而实现对电压的稳定输出。

其次，我们来看一下升降压斩波电路的工作原理。在升压模式下，当开关管导通时，电感储能，电压升高；当开关管截止时，电感释放能量，电压继续上升。在降压模式下，当开关管导通时，电容储能，电压下降；当开关管截止时，电容释放能量，电压继续下降。通过不断地切换开关管的导通和截止状态，可以实现对电压的升降转换。

接下来，我们来看一下升降压斩波电路的关键部件。升降压斩波电路通常由开关管、电感、电容、二极管等组成。开关管用于控制电路的导通和截止，电感和电容用于能量的储存和释放，二极管用于实现电流的单向导通。这些部件协同工作，实现了升降压斩波电路的功能。

最后，我们来看一下升降压斩波电路的应用。升降压斩波电路广泛应用于各种电子设备中，如电源变换器、逆变器、稳压器等。在这些应用中，升降压斩波电路可以实现对电压的升降转换，并且具有较好的稳定性和效率。因此，升降压斩波电路在电子领域中具有重要的应用价值。

综上所述，升降压斩波电路是一种常见的电子电路，它通过控制开关管的导通和截止，实现对电压的升降转换，并且具有斩波功能。在实际应用中，升降压斩波电路被广泛应用于电子设备中，具有重要的应用价值。希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！

简述升降压斩波电路的工作原理

升降压斩波电路是一种常见的电子电路，其主要功能是将输入电压进行升压或降压处理，以适应不同电路或设备对电压的需求。下面将从工作原理的角度对升降压斩波电路进行详细介绍。

升降压斩波电路的工作原理可以分为两个步骤：斩波和滤波。首先，电路通过开关控制，将输入电压切割成一个个脉冲信号，即斩波过程。然后，通过滤波电路对这些脉冲信号进行处理，得到稳定的输出电压。

在斩波过程中，电路中的开关周期性地打开和关闭。当开关关闭时，输入电压会通过电感和二极管的作用，形成一个电流环路，这个过程称为储能。而当开关打开时，电感中储存的能量会释放出来，形成一个电压环路，这个过程称为释能。通过不断地重复这个过程，输入电压就被切割成一个个脉冲信号。

接下来是滤波过程，也就是对这些脉冲信号进行处理，得到稳定的输出电压。为了滤除脉冲信号中的高频成分，通常会在电路中加入一个滤波电容。这个滤波电容会将脉冲信号中的高频成分储存起来，并逐渐释放出来，使得输出电压变得平稳。

需要注意的是，升降压斩波电路中的开关是由控制电路控制的。控制电路会根据输出电压的情况来调整开关的状态，以保持输出电压的稳定。当输出电压过高时，控制电路会让开关关闭时间变短，从而降低输出电压；而当输出电压过低时，控制电路会让开关关闭时间变长，从而提高输出电压。

升降压斩波电路的工作原理可以通过一个简单的例子来理解。假设输入电压为12V，输出电压需要调整到5V。在斩波过程中，开关周期性地打开和关闭，当开关关闭时，输入电压通过电感和二极管的作用，形成一个电流环路，这个过程称为储能。而当开关打开时，电感中储存的能量会释放出来，形成一个电压环路，这个过程称为释能。通过不断地重复这个过程，输入电压就被切割成一个个脉冲信号。然后，通过滤波电容对这些脉冲信号进行处理，得到稳定的输出电压。

在滤波过程中，滤波电容会将脉冲信号中的高频成分储存起来，并逐渐释放出来，使得输出电压变得平稳。控制电路会根据输出电压的情况来调整开关的状态，以保持输出电压的稳定。当输出电压过高时，控制电路会让开关关闭时间变短，从而降低输出电压；而当输出电压过低时，控制电路会让开关关闭时间变长，从而提高输出电压。最终，通过这个升降压斩波电路，输入电压从12V调整到了5V。