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

一、实验目的

(1)熟悉降压直流斩波电路的工作原理。

(2)熟悉降压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、电路图及原理

降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图如图所示。图中S为全控型器件，选用 IGBT。VD 为续流二极管。当 S处于通态时，电源Ui向负载供电，Uo=Ui。当 V处于断态时，负载电流经二极管VD 续流，电压 Uo近似为零，至一个周期 T结束，再驱动 S导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：

(电路图中输入Ud为公式中的Ui)

四、实验内容

控制电路以 SG3525 为核心构成， SG3525为美国Silicon General公司生产的专用PWM控制集成电路，，它采用恒频脉宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur 的大小，在 A、B 两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差、占空比可调的矩形波（即 PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。

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。

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(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)。

五实验步骤

(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、输出电压 Uo的波形。

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

①、降压斩波电路(Buck Chopper)

八、注意事项

(1)在主电路通电后，不能用示波器的两个探头同时观测主电路元器件之间的波形，否则会造成短路。

(2)用示波器两探头同时观测两处波形时，要注意共地问题，否则会造成短路，在观测高压时应衰减10倍，在做直流斩波器测试实验时，最好使用一个探头。

第二篇：直流升压斩波电路设计

自动化专业综合设计报告

设计题目： 直流升压斩波电路设计

所在实验室： 自动化仿真实验室

指导教师： 郭卫平

学生姓名 宗宣伊

班级文自082-2 学号 200890517244

撰写时间： 20##-03-16 成绩评定：

直流升压斩波电路设计（boost chopper电路）

设计目的

1通过对boost chopper电路的设计，掌握其工作原理，提高系统设计能力

2 掌握运用simulink对电路进行仿真的方法

设计要求

设计要求参数：直流电压E=50V,负载R=20Ω，L,C值极大，Em=30V

1 理论设计：掌握boost chopper电路工作原理，设计boost chopper电路的主电路，控制电路（包括IGBT电流，电压额度的选择，驱动保护电路的设计）

2 利用simulink进行建模仿真。

设计内容

直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,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 IGBT 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。

直流升压斩波电路图

基本原理

升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：

① L 储能之后具有使电压泵升的作用

② 电容 C 可将输出电压保持住

simulink 仿真模型图

simulink 仿真模型图中 DC voltage source 是电压源，提供 50V 点直流电压。L 为电感。Diode 为电力二极管，单项导通，阻止电流反向流动。C 为电容。IGBT 为斩波器件，R 为负载。Current Measurement1 用来测量流经 L 的电流。Current Measurement2 用来测量负载电流。Current Measurement3 用来测量流经电容 C 的电流。current 为流经 IGBT 的电流，IGBT voltage 为 IGBT两段的电压。Scope 为示波器。Pulse Generator 为 PWM 脉冲发生器，调节其占空比就可以控制输出电压的大小。

2.2 仿真实验结果及分析

⑴ 周期设为 1KHz ,占空比为 50%,电感为 10mH,电容为 2200uF,负载为 20? 时进行仿真，仿真结果如下：