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本科实验报告

课程名称：       电力电子技术          

实验项目：   直流斩波电路的性能研究  

实验地点：    电力电子技术实验室     

专业班级：            学号：          

学生姓名：                          

指导教师：                          

20##年   11  月   30  日

一、   实验目的和要求（必填）

熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况

二、   实验内容和原理（必填）

1.SG3525芯片的调试

2.降压斩波电路的波形观察及电压测试

降压斩波电路的基本原理是：在开关V导通期间，电源F向负载供电，     负载电压uo＝E，负载电流按指数曲线上升；在V关断期间，负载电流经二极管VD续流，负载电压u₀近似为0，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常使串接的电感L值较大，负载电压的平均值为：

降压斩波电路原理图                   升压斩波原理图

          

3.升压斩波电路的波形观察及电压测试

分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大，在V处于通态期间，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u_o为恒值，记为U_o。

　　

　　设V处于通态的时间为t_on，此时电感L上积蓄的能量为EI₁t_on。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为t_off，贝刂在此期间电感L释放的能量为（U₀－E）I₁t_off。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：

　　

三、   主要仪器设备（必填）

1.电力电子教学实验主控制屏

2.MCL-16组件  MEL-03电阻箱

3.示波器

四、   操作方法与实验步骤（可选）

1.按实验原理图接线

2.检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源，改变脉冲占空比，观察PWM信号的波形

3.对降压斩波电路，记录3、5孔之间的波形和4、5孔之间的波形。记录两组数据兵计算占空比

4.升压斩波电路，记录8、10两端，10、11两端的输出波形，并计算占空比

五、   实验结论与分析

降压斩波（一）

降压斩波（二）

升压斩波（一）

升压斩波（二）

 

第二篇：实验三 直流斩波电路的性能研究

实验三 直流斩波电路的性能研究

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

表2.9 直流斩波电路所需仪器、设备

三、实验线路及原理

1、主电路连接框图

图2.5 升降压斩波电路主电路框图

2、斩波主电路图

+

U+-

-

(a) 降压斩波(Buck Chopper)电路图

+

+-

-

（b）升压斩波(Boost Chopper)电路图

+--+

（c）升降压斩波(Boost-Buck Chopper)电路图

图2.6 升降压斩波电路原理图

3、控制与驱动电路

控制电路以SG3525为核心构成。

图2.7 直流斩波控制与驱动电路

四、实验内容

1、控制与驱动电路的测试。

2、降压斩波(Buck Chopper)直流斩波器的测试 3、升压斩波(Boost Chopper) 直流斩波器的测试 4、升降压斩波(Boost-Buck Chopper) 直流斩波器的测试

五、预习要求

1、阅读电力电子技术教材中有关直流斩波部分的内容。

2、阅读电力电子技术教材中有关PWM控制集成电路SG3525的内容。

六、思考题

1、直流斩波电路的工作原理是什么？有哪些结构形式和主要元器件？ 2、为什么不能用示波器的双踪探头同时观察主电路中无公共点的两处波形？

七、实验方法

1、控制与驱动电路的测试

(1)启动实验装置电源，开启DJK20控制电路电源开关。

(2)调节PWM脉宽调节电位器改变Ur，用双踪示波器分别观测SG3525的第11脚与第14脚的波形，观测输出PWM信号的变化情况，并填入下表。

表2.10 控制与驱动电路数据（一）

(3)用示波器分别观测A、B和PWM信号的波形，记录其波形、频率和幅值，并填入下表。

表2.11控制与驱动电路数据（二）

(4)用双踪示波器的两个探头同时观测11脚和14脚的输出波形，调节PWM脉宽调节电位器，观测两路输出的PWM信号，测出两路信号的相位差，并测出两路PWM信号之间最小的“死区”时间。

2、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)

斩波电路的输入直流电压Ui由三相调压器输出的单相交流电经DJK20挂箱上的单相桥式整流及电容滤波后得到。接通交流电源，观测Ui波形，记录其平均值(注：本装置限定直流输出最大值为50V，输入交流电压的大小由调压器调节输出)。

按下列实验步骤依次对三种典型的直流斩波电路进行测试。

(1)切断电源，根据DJK20上的主电路图，利用面板上的元器件连接好相应的斩波实验线路，并接上电阻负载，负载电流最大值限制在200mA以内。将控制与驱动电路的输出“V-G”、“V-E”分别接至V的G和E端。

(2)检查接线正确，尤其是晶体管、二极管和电解电容的极性是否接反后，接通主电路和控制电路的电源。

(3)用示波器观测PWM信号的波形、UGE的电压波形、UCE的电压波形及输出电压Uo和二极管两端电压UD的波形，注意各波形间的相位关系。

(4)调节PWM脉宽调节电位器改变Ur，观测在不同占空比(D)时，记录Ui、UO和D的数值于下表中，从而画出UO=f(D)的关系曲线。

表2.12 直流斩波电路数据

八、实验报告

1、分析图4-20中产生PWM信号的工作原理。

2、整理各组实验数据绘制各直流斩波电路的UO＝f(D)曲线，并作比较与分析。 3、讨论、分析实验中出现的各种现象。

九、注意事项

1、主回路通电前，自耦调压器回“零”位。通电后，监视斩波输入电压表的读数，调节变压器手柄将电压升到40V。

2、注意斩波器主回路晶体管、二极管和电解电容的极性，且勿接反。 3、示波器使用注意事项参见实验二。