全桥(H桥)DCDC变换电路实验

实验四 全桥DC/DC 变换电路实验一、实验目的了解全桥DC-DC 变换的工作原理。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理 (1)PWM 的生成原理PWM 调制器用于产生一路PWM 脉冲波,它是由专用芯片TL494产生，其内部原理图如图4-6所示：图4-6 TL494的内部原理图在本实验中，PWM调制器线路如图4-7所示：图4-7 PWM波形发生器外围接线图上图中只利用了TL494的一组输出脉冲。

只要控制TL494的输入端即“1”脚输入一电平,即可以在输出端“8”脚得到占空比可调的PWM脉冲,其脉冲的频率为5.7KHz。

(2)H桥逆变电路结构原理H桥DC/DC逆变电路的结构如图4-8所示。

图4-8 H桥DC/DC变换系统实验图本实验系统的主电路采用单极性PWM控制方式，其中主电路由四个IGBT 管构成H桥，G1～G4分别由PWM产生电路产生后经过驱动电路放大，再送到IGBT相应的栅极，用以控制IGBT管的通断。

单极性的控制方式是这样进行控制的：在图4-8中，左边两个管子的驱动脉冲U G1=-U G2，使VT1和VT2交替导通；而右边两管VT3、VT4因电机的转向施加不同的直流控制信号。

在输出正电压时，V G4恒为正，V G3恒为负，使VT3常通，VT4截止；在输出负电压时，VT3截止而VT4常通。

四个快恢复二极管VD1～VD4用于逆变电路的续流。

四、实验内容TL494及驱动电路触发脉冲的观测。

五、思考题(1)在驱动脉冲形成过程中，为什么要加逻辑延时（死区），延时过长会影响那些指标？(2)H桥变换器的单极式工作模式与双极式工作模式相比有哪些特点？六、实验方法(1)输出正负电压时H桥开关器件控制波形的观测：按系统原理图4-8连接线路。

此时测速发电机输出暂不接入控制系统中。

电流反馈量电位器调至零，使系统处于开环状态。

接通直流电源Us。

用示波器观测TL494输出的PWM脉冲，通过调节给定电压调节电位器，使输出脉冲占空比为 =100%，用万用表测量此时的U c=U cmax，并记录之。

双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：双向全桥DC-DC变换器是一种常见的功率电子拓扑结构，广泛应用于电力系统中的直流电-直流电转换。

它能实现双向能量流传输，具有高效率、高稳定性和快速响应的特点。

但是在实际应用中，由于电力系统的复杂性和双向全桥DC-DC变换器自身的非线性特性，其建模和调制方法一直是一个研究热点和挑战。

一、双向全桥DC-DC变换器的基本原理与结构双向全桥DC-DC变换器是由两个全桥逆变器和一个LC滤波器组成的，其基本结构如下图所示。

通过控制全桥逆变器的开关器件，可以实现能量的双向传输。

当需要从直流侧向交流负载供电时，将控制信号输入到逆变器，逆变器将直流电压转换成交流电压，并通过滤波器输出给负载；当需要将交流负载中的能量反馈到直流侧时，同样可以通过逆变器将交流电压转换成直流电压，再通过滤波器输出给直流侧。

1. 传统建模方法双向全桥DC-DC变换器的建模方法可以分为传统方法和基于深度学习的方法。

传统方法主要是基于电路方程的数学模型，包括控制部分和电气部分两个子系统。

电气部分的建模可以采用平均值模型、时域模型或频域模型等不同方法。

这些模型通常是基于理想元件和理想环境下的假设条件，不能完全准确地描述实际工作状况。

2. 深度学习建模方法近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的建模方法逐渐受到关注。

深度学习可以通过大量数据的学习和训练，构建出更为复杂和精确的模型，能够更好地拟合实际工作状况。

对于双向全桥DC-DC变换器建模而言，深度学习方法可以更好地处理其非线性特性和复杂动态响应，提高建模的准确性和适用性。

传统的双向全桥DC-DC变换器调制方法主要包括PWM调制和谐波消除调制。

PWM调制是通过调节逆变器的开关器件的占空比，控制输出波形的幅值和频率；谐波消除调制则是通过消除输出波形中的谐波成分，提高输出波形的质量。

基于深度学习的调制方法可以进一步提高双向全桥DC-DC变换器的调制精度和性能。

全桥DC-DC变换电路是一种常用的电力电子器件，在各种电子设备和电路中都有广泛的应用。

在本次实验中，我们针对全桥DC-DC变换电路进行了系统性的设计、搭建和测试，并对实验结果进行了分析和总结。

以下是本次实验报告的总结：一、实验目的1. 了解全桥DC-DC变换电路的基本工作原理和结构特点；2. 掌握全桥DC-DC变换电路的设计方法和关键参数选取；3. 进行实际电路搭建和性能测试，验证理论设计的准确性和可靠性。

二、实验内容1. 理论分析全桥DC-DC变换电路的工作原理和传统电压变换技术；2. 根据设计要求和指标，选择合适的电子元器件和参数；3. 按照设计要求，搭建全桥DC-DC变换电路实验评台，并进行性能测试；4. 对实验结果进行数据采集和分析，验证设计的正确性和稳定性。

三、实验步骤1. 理论分析：首先对全桥DC-DC变换电路的工作原理和传统电压变换技术进行了深入分析，以便更好地指导实验设计和搭建；2. 设计选型：根据设计要求和指标，选取了合适的电子元器件和参数，并进行了详细的设计计算和仿真分析；3. 电路搭建：在理论设计基础上，搭建了全桥DC-DC变换电路的实验评台，并进行了详细的电路布线和连接；4. 性能测试：对搭建好的全桥DC-DC变换电路进行了性能测试，包括输入输出电压、电流波形等参数的测试和记录；5. 数据分析：对实验结果进行了数据采集和分析，比对理论设计和实际测试的结果，进行了分析总结。

四、实验结果分析1. 输入输出特性：通过性能测试和数据分析，获得了全桥DC-DC变换电路的输入输出特性曲线，验证了设计的正确性和稳定性；2. 效率性能：从实验数据中计算得出了全桥DC-DC变换电路的转换效率，验证了设计的优化程度和功耗特性；3. 波形稳定性：对输入输出波形进行了详细的分析和比对，得出了全桥DC-DC变换电路的波形稳定性和失真程度；4. 结果评价：根据实验结果，对全桥DC-DC变换电路的整体性能进行了客观评价，指出了存在的问题和改进措施。

全桥（H桥）DCDC变换电路实验实验3 全桥（H桥）DC/DC变换电路实验一．实验目的1．掌握开环直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

2．熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。

3．熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。

二．实验内容1．PWM控制器SG3525性能测试。

2．控制单元测试。

3．H型PWM变换器性能测试。

三．实验系统的组成和工作原理在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。

PWM变换器主电路系采用H型结构形式，UPW为脉宽调制器，DLD为逻辑延时环节。

脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（Silicon General）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。

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，故获得广泛使用。

四．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．NMCL-22实验箱。

3．直流电动机M03及测速发电机4．双踪示波器、万用表。

五．实验方法采用NMCL—22挂箱1．UPW模块的SG3525性能测试（1）用示波器观察UPW的“1”端的电压波形，记录波形的周期，幅度(最大值、最小值)；（2）调节RP电位器，记录2端输出波形的最大占空比和最小占空比。

2．控制电路的测试——逻辑延时时间的测试将UPW的“2”端与DLD(逻辑延迟环节)的”1”相连接。

用示波器同时观察DLD的“2”端和“3”端。

记录延迟时间t d3．DC/DC带电阻(灯箱)负载。

1）将H桥的U、V、W分别与电源的U、V、W相连。

H桥的1、3相连。

2）将电阻负载（灯箱）以串联的方式接入“6”端和“7”端。

3）确认灯箱的所有灯泡处于断开位置。

3）调整RP电位器，将占空比调整为50%。

合上主电源，将一组串联的灯泡打向通的位置。

观察并记录负载两端的电压波形，并用万用表直流档记录负载电压的数值（参考方向为6->7），同时观察灯泡的亮度。

全桥dcdc变换电路实验报告心得
在进行全桥DC-DC变换电路实验的过程中，我对这个电路原理和性能有了更
深入的理解。

这个实验的目的是通过理论计算和实际测量，验证全桥DC-DC变换
电路的工作原理及其性能。

在实验中，我们首先搭建了一个全桥DC-DC变换电路，它由四个开关管组成，可以在输入端和输出端之间实现电压的变换转换。

我们通过控制开关管的开关状态，使输入电压能够以所需的方式转换为输出电压。

为了验证电路的工作原理和性能，我们进行了一系列实验，包括稳态工作状态、瞬态响应、效率等方面的测量。

通过实验，我发现全桥DC-DC变换电路的稳态工
作状态非常稳定，无论是低负载还是高负载情况下，电路都能够正常工作，并且输出电压基本符合理论计算的值。

在瞬态响应方面，我们测试了电路在输入电压和负载突变的情况下的表现。

结
果显示，电路能够迅速调整输出电压，保持稳定。

这对于实际应用中对电压稳定性要求较高的场景非常重要。

另外，我们也对电路的效率进行了测量。

结果显示，尽管电路中存在一定的功
率损耗，但总体效率还是相当高的。

这主要得益于全桥DC-DC变换电路的优良设
计和工艺。

通过这次实验，我不仅对全桥DC-DC变换电路有了更深入的了解，还提高了
实验操作和测量的技能。

我认识到，电路设计和性能测试是电子工程师必备的技能之一，只有通过实践才能更好地掌握和应用。

总的来说，全桥DC-DC变换电路实验给我带来了很多收获。

通过操作和测量，我对其工作原理和性能有了更深入的理解，同时也培养了实验操作和测量技能。

这将对我今后的学习和工作产生积极的影响。

附件1：课程实验指导书封面格式《—现代电源技术—》实验指导书×××编写周永勤审核适用专业：电气与自动化________________________电气与电子工程学院电力电子技术实验中心附件2：课程实验指导书前言内容要求前言本课程的基本内容介绍，通过学习学生需要掌握的基本知识。

为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，培养学生加深理论知识的理解，训练学生实践实验技能和工程综合能力。

设置的具体实验项目有：实验一直流稳压电路实验本实验使学生主要了解三端稳压集成电路7812、7912结构原理及使用方法，通过实验测取输出电压、电流的数值、计算电压的相对误差（γ =(Ｕx-12/12）*100%)。

实验二：全桥DC-DC变换电路实验本实验使学生主要了解可逆直流PWM调压系统的组成、工作原理及各单元的工作原理，掌握可逆直流PWM调压系统的调试步骤、方法及参数的整定，测定H桥DC/DC变换电路的外特性U=f（I）。

实验三半桥型开关稳压电源的性能研究本实验使学生主要了解、熟悉典型开关电源主电路的结构，元器件和工作原理，了解PWM控制与驱动电路的原理和常用的集成电路及反馈控制对电源稳压性能的影响。

附件3：具体项目指导书格式与基本内容要求实验一：直流稳压电路实验实验学时：实验类型：（验证、综合、设计）(应与提交的实验大纲填写一致)实验要求：（必修、选修）一、实验目的1、掌握三端稳压集成电路7812、7912结构原理及使用方法。

2、通过实验测取输出电压、电流的数值、波形。

3、计算电压的相对误差（γ =(Ｕx-12/12）*100%)。

二、实验内容(1)元器件的选择与连接。

(2)测取输出电压、电流的数值、波形。

三、实验原理、方法和手段三端稳压集成电路7812、7912为线性稳压集成电路，主要特点是输出稳定性好、使用方便、输出过流过热自动保护。

在环境温度为+25c时，最小输出电压11.5V；典型输出电压12V；最大输出电压12.5V。

前期报告格式要求毕业设计（论文）题目：电压型全桥高频DC/DC变换电路的设计及仿真研究专业（方向）：风能与动力工程学生信息：学号：112905、姓名：马金有、班级：风能112班指导教师信息：教师号：86051、姓名：李志军、职称：正高工报告提交日期：内容要求：1.说明按照河北工业大学2014届本科毕业设计（论文）题目“电压型全桥高频DC/DC 变换电路的设计及仿真研究”任务书的要求和时间安排，在2月23日～3月8日期间，阅读了《分布式发电与智能电网》、《太阳能光伏并网发电及其逆变器控制》、《智能电网中的电力电子技术》、《新能源发电与控制技术》、《MATLAB仿真及电子信息应用》《电力电子技术》﹒﹒﹒等5本教科书和专著，进行了必要的基础知识储备。

相关知识点总结见2.1基本概念和知识。

3月9日～3月31日针对所选课题的关键词和关键技术，对国内外相关领域技术展开检索。

通过检索图书馆馆藏文献和中西文数据库，找出了17篇和课题技术相关文章，通过对这些文献的研读，对课题技术相关领域技术和发展状况和趋势进行了了解并进行了总结，见2.2课题背景和意义。

在DC/DC变换技术的学习过程中，遇到了概念含糊、电路拓扑结构选择、器件选择等问题，但通过看书学习、检索文献、询问老师等方法得到了解决。

同时启示自己只要努力，勤奋，没有功克不了的难题。

设计一套电压型全桥高频DC/DC变换电路、电路搭建问题暂时没有妥善解决，详见2.3 研究的内容和方法。

通过以上学习、分析和总结，逐步明确了自己的主攻方向，提出了“电压型全桥高频DC/DC变换电路”总体技术方案，见2.4总体技术方案介绍。

2.前期工作总结2.1基本概念和知识2.1.1风能发电与光伏发电的基本原理新能源利用包括可再生能源（风能、太阳能、生物质能、水能等）和地热能、氢能、核能转换及其利用新技术。

可再生能源是重要的新能源组成形式之一。

（1）风能发电的基本原理风能的特点是具有随机性并随高度的变化而变化，风能的主要应用是风力发电：风力发电是通过风力发电机组实现风能到机械能，再到电能的转换。

DC/DC降压电路实验报告班级：09应用电子技术（5）班姓名：学号：0906020122指导老师：时间：20 年11月20日目录一、实验名称 (2)二、实验设计的目的和要求 (2)三、预习要求 (2)四、电路原理图 (3)五、电路工作原理 (3)六、PCB图 (4)七、实验结果 (5)八、实验中出现的问题以及解决方法 (6)九、实验心得 (6)十、参考文献 (6)十一、元件清单 (6)一、实验名称：DC/DC降压电路二、实验设计的目的和要求1）掌握简单开关电源工作原理；2）掌握脉宽调制PWM控制模式；3）掌握电子系统的一般设计方法；4）培养综合应用所学知识来指导实践的能力；5）掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法进一步掌握制版、电路调试等技能。

三、预习要求3.1关于TL494器件的特点和一些参数图3-1 TL494管脚分配及内部结构图1)集成了全部的脉宽调制电路。

2)片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件有一个电阻和一个电容。

3)内置误差放大器。

4)内置5V参考基准电压源。

5)可调整死区时间。

6)内置功率晶体管可提供500mA的驱动电路7)推或拉两种输出方式。

3.2关于TL494原件各个管脚的功能1、2脚误差放大器的同相输入端和反相输入端3脚是相位校正和增益补偿端4脚位死区控制端5、6脚分别为外接震荡电阻和震荡电容7脚为接地端8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极12脚为电源端13脚为输出控制端14脚为5V基准电压输出端，最大输出电流为10mA15、16脚误差放大器的反相输入端和同相输入端四、电路原理图图4-1 DC/DC降压电路原理图五、电路工作原理TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可以通过外部的电阻R17和电C10进行调节，震荡频率计算公式为f=1/（C10*R17）;. 输出电容的脉冲其实是通过电容上的正极性锯齿波电压与另外2个控制信号进行比较来实现。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建交流转直流电路，验证交流电到直流电转换的原理，并了解整流、滤波、稳压等电路元件在转换过程中的作用。

二、实验原理交流电（AC）与直流电（DC）的主要区别在于电流的方向和大小随时间的变化。

交流电的方向和大小随时间周期性变化，而直流电则保持恒定。

将交流电转换为直流电的过程称为整流，常用的整流方法有半波整流、全波整流和桥式整流等。

本实验采用桥式整流电路，将交流电转换为脉动的直流电。

桥式整流电路由四个二极管组成，当交流电压为正半周时，二极管D1和D3导通，电流从电源正极流向负载；当交流电压为负半周时，二极管D2和D4导通，电流从电源负极流向负载。

经过整流后的脉动直流电通过滤波电路（通常为电容滤波）去除交流成分，得到较为平滑的直流电。

最后，通过稳压电路（如三端稳压器）进一步稳定输出电压。

三、实验器材1. 交流电源：220V，50Hz2. 交流电压表3. 直流电压表4. 桥式整流电路板5. 滤波电容（1000uF，25V）6. 三端稳压器（7824）7. 负载电阻（10Ω，1W）8. 连接线9. 电源插座四、实验步骤1. 将交流电源接入桥式整流电路板。

2. 将交流电压表并联在整流电路板的输入端，测量交流电压。

3. 将直流电压表并联在整流电路板的输出端，测量整流后的脉动直流电压。

4. 在整流电路板的输出端接入滤波电容，观察滤波后的直流电压。

5. 在滤波电容后接入三端稳压器，观察稳压后的直流电压。

6. 在稳压电路后接入负载电阻，观察负载电阻上的电压和电流。

五、实验数据1. 交流电压：220V2. 整流后脉动直流电压：约310V3. 滤波后直流电压：约280V4. 稳压后直流电压：24V5. 负载电阻上的电压：24V6. 负载电阻上的电流：2.4A六、实验结果与分析1. 实验结果与理论分析基本一致，桥式整流电路能将交流电转换为脉动直流电，滤波电容和稳压器能进一步平滑和稳定输出电压。