升降压双向直流变换器

双向直流-直流变换器的设计与仿真

姓名：张羽

学号：109081183

指导教师：李磊

院系：动力工程学院

摘要：本文选取了一种以Buck-Boost变换器为基础的双向DC-DC变换器进行了研究，设计了一种隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器。并根据设计指标，对变压器、输出滤波器、功率开关等进行参数设计，并使用saber仿真软件完成了这种带高频电气隔离的拓扑的仿真。

关键字：双向DC-DC变换器Buck-Boost变换器saber仿真软件uc3842

0 引言

所谓双向DC-DC变换器就是实现了能量的双向传输，在功能上相当于两个单向DC-DC。它的输入、输出电压极性不变，但输入、输出电流的方向可以改变。是典型的“一机两用”设备。在需要双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积重量及成本。

近年来,双向DC/DC变换器在电动汽车、航天电源系统、燃料电池系统以及分布式发电系统等方面得到了广泛应用。

1 基本电路的选取

DC-DC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。

本文选取Buck-Boost双向DC-DC变换器进行了仿真实验。

2 Buck-Boost双向DC-DC变换器

2.1 Buck-Boost变换器

将Buck变换器与Boost变换器二者的拓扑组合在一起，除去Buck中的无源开关，除去Boost中的有源开关，如图所示，称为升降压变换器。它是由电压源、电流转换器、电压负载组成的一种拓扑，中间部分含有一级电感储能电流转换器。它是一种输出电压既可以高于也可以低于输入电压的单管非隔离直流变换器。Buck-Boost变换器和Buck变换器与Boost变换器最大的不同就是输出电压的极性和输入电压的极性相反，输入电流和输出电流都是脉动的，但是由于滤波电容的作用，负载电流应该是连续的。

图2.1 Buck-Boost变换器的拓扑

2.2非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器的原理及参数计算

如图2.2所示，将Buck-Boost变换器中的功率二极管与可控功率器件（如Power MOSFET、IGBT等）并联，再将可控功率器件与功率二极管并联，就构成了非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器。

图 2.2非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器的拓扑

这种电路的主要优点是，电压增益随占空比的变化可以降压也可以升压，同时电路的结构比较简单。但同时也存在一些不足之处，如不适用于大功率场合下的应用等等。

非隔离Buck-Boost BDC的工作原理与Buck-Boost电路类似，但是实现了能量的双向流动。

现以能量从左向右流动时的情况对电路原理进行简要说明。当开关管T1导通时，二极管D2反偏截止，电感由直流电源充电，而负载电压由电容C2维持。当T1关断时，D2正偏导通，将原先存储在电感中的能量释放出来，一方面向负载供电，另一方面向C2充电。在这两种状态的情况下，输出电压的极性和

输入电压的极性都是相反的，也就是说，电路的直流增益小于0。

对于能量从右向左流动时的情况而言，电路原理是一致的，在此就不重复说明。

在非隔离Buck-Boost BDC 的情况下，可以对电路中的功率开关、输出滤波器等器件进行参数计算。

在仿真实验中，开关管选择MOSFET ，开关频率为20kHz ，负载为0.5欧。

设计指标：

输入电压Ui=24V ；输出电压Uo=12V ；输出电流Io=20A ；输入、输出要有高频电气隔离；输出电压纹波Vpp<200mV ；输出滤波电感电流纹波Ipp<400mA; 变换效率〉80%；

输入电压Ui 为24V 时的占空比为13

D =

输出滤波电容为：

16.66c s

V D T C mF R U =

由于非隔离Buck-Boost 双向DC-DC 变换器的输入电流和输出电流都是脉动的。为满足低输出纹波的要求，需要加入滤波器进行平波。同时，由于这种滤波器可以使用标准介质电容器，使设备成本较低。

如图2.3所示。在原先设计的反激变换器的输出级前再增加了一级LC 输出滤波器。这样，就构成了两级LC 输出滤波器。

第二级谐振输出滤波器中L 取值为13uH ，电容取值为470uF 。

2(1) 5.552

c c s R

L D T uH

=-=

图 2.3 有两级LC输出滤波器的非隔离Buck-Boost双向DC-DC变换器

2.3隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器

在非隔离Buck-Boost BDC中插入高频变压器，即可构成隔离型Buck-Boost BDC拓扑。如图所示

图 2.4隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器

变换器中的电感变压器起着电感和变压器的双重作用。当功率开关管T1导通，电源向原边耦合电感

L储能，二极管D2截止，由电容C2向负载供电；

当T1截止时，二极管D2导通，变压器储能经副边耦合电感

L向负载放电，同

时向电容充电。

3反激变换器高频变压器T的参数设计

3.1确定磁芯材质和型号

在仿真实验中选取最大占空比Dmax为0.4，工作频率是20KHz。

选用软磁铁氧体R2KBD 、罐形铁芯，Bm=5100GS 。此时磁芯工作于第二种工作状态，取磁芯磁感应强度的变化量△B=1/3BS=1700GS ，将T ONmax =D max T S =20μS 、P Omax =240W 、η=80%、K C =1、K μ=0.3、j=500A/cm2代入得

选用GU18罐形磁芯，该磁芯的截面积S 和窗口面积Q 分别为

3.2 绕组计算

(1) 计算变压器初级电感量DCM 模式，最大输出功率时电流临界连续，所以

(2) 计算磁芯上所开气隙的长度δ

根据以上两式，可得磁芯上所开气隙长度

为

(3) 计算原边绕组匝数

max max 210 3.765o ON C P T

SQ cm B K K j μη=?=?222(7.8 2.9)0.41184

C S S cm

π==

-=2

(14.67.8) 3.60.2448Q cm =-?=44

0.41180.24480.10080.04184SQ cm cm =?=>22

2626min max 1max

max 24(2010)0.87.6810224025010

i ON o S U T L H P T η---??==?=????2228

min max 011max

max 102i ON C O S U T N S L P T μηδ

-==?8

110i ON

C U T B N S -?=

?δ6max 028282224050100.40.0316********.41180.810

o S C P T cm B S μπ

δη---????===????

?1 6.856

N ===

取N 1=7匝。

(4) 计算匝比，确定各副边绕组匝数

U D 为输出整流二极管压降。

取副边绕组匝数为N2=N1/n12=7/1.333=5.25=5

(5) 根据N1来校核原边电感，并计算各副边电感

略大于计算值7.68uH

(6) 计算变压器原副边绕组电流有效值变压器原边电流峰值为

各副边电流峰值为

原边电流有效值为

副边电流有效值为

(7) 确定原副边导线线径和股数

取j=500A/cm 2，根据S=I/j 可得，原副边导线截面积为S 1

=0.054772cm 2，S 2=0.0014cm 2。

1max min 122max 020.424 1.333

()()0.612ON i ON D N T U n N T T U U ?=

===-+?2'

8101max

10C

N S L

μδ

?6810H

-=?2'86202max 10 4.0810C

N S L H

μδ--=

?=?1min max 22288

75240.40.8

o P i P I A

U D η?=

==??'

2122min max 2223 1.5625240.40.8o P i P n I A

U D η??===??1

27.386I A

===20.7I A

选用d=0.23mm 的导线，其截面积为0.0415mm 2。N 1并绕根数=5.4772/0.0415=131.98根，取132根；N 2并绕根数=0.14/0.0415=3.37根，取3根。

4驱动电路的设计

仿真实验中用到两个开关管，也就是需要两路相位互补的PWM 波驱动实验所用到的MOSFET 管。

仿真实验所选用得uc3842芯片是一种高性能的单端输出式电流型PWM 控制器。电流控制环由PWM 锁存器、电流检测比较器、误差放大器和锯齿波振荡电路组成。

该芯片能产生频率固定而脉冲宽度可以调节的驱动信号，用外部元件Rt 和Ct 可设定振荡频率，并精确地控制占空比。可通过控制开关管的通断状态来调节输出电压的高低，达到稳压目的。

1.8

*o T T

f R C =

由于仿真实验的频率设定为20kHz ，可选取Rt 为16K Ω，Ct 为5.6nf 。

Buck-Boost 变换器传统的控制方式有几种，其中之一为电压型控制。通过检测输出电压进行单环反馈控制，电路参数的任何变化只有在引起输出电压变化后才能引起控制环节进行控制，由于反馈电路采用积分环节，因此对输入电压和负载变化的响应速度慢。

在uc3842芯片中使用的是电流型控制。电流型控制是根据主（功率）电感电流的变化来调节占空比。电流型控制的管脚是CS 脚。同时，控制环路通过vfb 脚对输出电压进行控制。所获得的电压通过vfb 脚与uc3842芯片中的内部2.5V 电源进行比较。

图4.1 uc3842外围电路及部分仿真波形

由图4.1可见，output 端输出的PWM 波频率为20 kHz ，vfb 脚上的电压稳定在2.5v ，CS 脚上的电压在0-1V 间脉动。也就是说，电流型控制起到了作用，保证了电路输出达到所需要的幅值。

由于要同时驱动两个开关管，同时这两个开关管的所需的驱动波形应该是相位互补的PWM 波，那么就可以在output 的输出上外接一个反相器，输出另一路PWM 波。

5 隔离型Buck-Boost 双向DC-DC 变换器的仿真

在saber 仿真中所使用的开关管型号是apt50m60jn 。这是一种使用较为广泛的MOSFET 管，在仿真中所选取的20kHz 的频率下工作性能较为良好。功率开关管上承受的电压应力和电流应力分别为

max max 22

24 3.5*1266DS i o N U U U V N =+

=+=

开关管apt50m60jn 能够满足承受如上的电压应力和电流应力的要求。

根据第3节高频变压器T 的参数设计，原边绕组匝数取7，副边绕组匝数取5，原边电感值取8uH ，副边电感值取4.08uH 。滤波电容值计算所得为

仿真中滤波电容取8mF ，负载电阻取0.6欧。通过saber 中的电流传感器测量输

出端的电流。

图5.1 仿真总线路图

图5.2 仿真的输出电压

1min max 22288

75240.40.8

o P i P I A

U D η?=

==??6

55010 5.2180.010.6

C mF

-??≥=?

图5.3 仿真的输出电压纹波

图5.4 仿真的输出电流

图5.5 仿真的输出电流纹波

由图5.1—5.5可知，仿真基本实现了设计要求。在输入电压Ui=24V 的情况下，输出电压Uo=12V ，输出电流Io=20A 。

由图5.3可见，输出电压纹波Vpp 基本小于200mV 由图5.5可见，输出电流纹波Ipp 基本小于400mA

由于二极管和开关管都反向并联，所以能够实现双向功率流。

220

21L T D U tdt L U U T P s i DT p i i s

i s

=300W o o o I U P ==240W

通过计算可知，在占空比为0.4的情况下，输入功率为300W ，输出功率为240W ，变换效率为80%。

在仿真以后发现，在使用measurement tool 工具对电源电流取平均值后，如图5.6所示，电源电流取平均值为11.435A 。

图5.6 电源电流平均值

则/240/274.440.875o i P P η=== 符合设计要求。

参考文献：

张方华. 双向DC-DC 变换器的研究. 南京航空航天大学博士学位论文 2004.6 Keith Billings. 开关电源手册（第二版）. 北京：人民邮电出版社，2004 林渭勋. 现代电力电子电路. 浙江：浙江大学出版社，2006

宋毅，邓福军，杨明. Buck_Boost 变换器的多环控制仿真研究. 通信电源技术 2008.1

DC-DC升降压电路的几种个人方案

DC-DC升降压电路的几种解决方案（成都信息工程学院科技创新实验室） WOODSTOCK 前一段时间，本着学习的态度参加了TI杯校赛，做了其中的一个直流升降压的题，作品没做的很好，但是在准备期间，我对各种可行电路都做了尝试，一些心得拿出来与大家分享，也望各路大侠对不妥之处不吝赐教。我们在实际应用中，经常会出现系统中各个模块供电不统一，或者供电电源的电压时变化的（比如汽车中的电池电压受温度影响而变化），在只有一个电源提供供电的时候，同时可以升压或降压的电路就变得非常有用。下面，来看一下我想到的几种升降压问题的解决方案。非隔离式开关电源的基本电路一般有三种：Buck降压电路、Boost升压电路、Buck-boost 极性反转升降压电路。要实现同时升降压功能，首先想到的肯定是Buck-Boost极性反转电电路。图表1 极性反转电路原理示意这种拓扑结构的电路能够输出与输入相反的、可以比输入电压更高或者更低的电压，并且整体的效率也很高。但缺点也很明显：一就是极性相反，当输入电压是正压且要求输出也是正的时候，我们还要对输出电压进行反向，这就是一件很麻烦的事；但是，有时我们需要的就是负压的时候，这个缺点又会有一种很大的用处。缺点二就是，这种拓扑结构电路的电流脉动值很大，输出滤波不好处理。在实际制作中，我选择了用TI的Buck型降压芯片TPS5430

来做开关管以及驱动的部分，更方便控制，简化了电路。还有一个缺点是，这种电路不方便数控，而且没法直接用AD采输出电压。下面这个是我做的一个控制TPS5430反馈的电路。常见的来解决这个问题的还有另外一种电路，就是把boost电路和buck电路结合起来。但是怎样结合？方法有很多种。第一种，直接拼接。比如输入电压时5-12V,输出电压要10V,那么我们就可以使用升压电路将输入电压统一升到13V，然后再使用电压可调节的降压电路来提供输出电压。在做这个方案时，我升压用了TI的TPS61175输入范围是3-18V，输出范围是3-65V，最大输出电流时3A。降压同样用了TPS543O 图表3 TPS5430降压电路

桥式变换器的仿真

目录摘要................................................................................................................................ I 1 设计原理 . (1) 1.1 半桥变换器 (1) 1.1.1 半桥逆变器的概述 (1) 1.1.2 半桥变换器的电路结构及原理 (1) 1.1.3 半桥变换器的输入输出关系式 (3) 1.2 全桥变换器 (2) 1.2.1全桥逆变器的概述 (2) 1.2.2 全桥变换器的结构及原理 (2) 1.2.3 全桥变换器的输入输出关系式 (2) 2 仿真电路的设计 (2) 2.1 半桥变换器仿真电路 (2) 2.2 半桥变换器参数设置 (2) 2.3全桥变换器仿真电路 (2) 2.4 全桥变换器参数设置 (2) 3 仿真结果及分析 (2) 3.1 半桥电路仿真分析 (2) 3.2 全桥电路仿真分析 (2) 3.3 综合比较与分析 (2) 心得体会............................................................................................ 错误！未定义书签。参考文献.. (2)

摘要随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。而开关电源实质上就是直流DC/DC转换器。本设计采用的是隔离式DC/DC转换器。将400V的直流电先进行逆变，通过变压器隔离变压后再进行整流，最后的得到接近于25V的直流稳压电源。由于逆变主电路以及整流主电路的形式多种多样，本次设计中逆变主电路结构采用半桥式和全桥式两种，整流主电路采用全波整流和桥式整流，因此最后的方案有四种，分别是：半桥全波变换器，半桥桥式变换器，全桥全波变换器以及全桥桥式变换器。这四种方案各有特色，也各有优缺点。关键词：半桥变换，全桥变换，MATLAB仿真

由IGBT组成的H桥型直流直流变换器的建模及应用仿真

目录 1.引言 (2) 1.1研究意义 (2) 1.2研究内容 (2) 2.直流-直流变换器的工作原理 (2) 4 H桥DC/DC变换系统的电路仿真模型建立与实现 (6) 5 结论 (11) 心得体会 (12)

1.引言 1.1研究意义电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。电能一般分为直流电和交流电两大类，现代科学技术的发展使人们对电能的要求越来越高，不仅需要将将交流电转变为直流电，直流电转变为交流电，以满足供电能源与用电设备之间的匹配关系，还需要通过对电压、电流、频率、功率因数和谐波等的控制和调节，以提高供电的质量和满足各种各样的用电要求，这些要求在电力电子技术出现之前是不可能实现的，随着现代电力电子技术的发展，各种新型电力电子器件的研究、开发和应用，使人们可以用电力电子变流技术为各种各样的用电要求提供高品质的电源，提高产品的质量和性能，提高生产效率，改善人们的生活环境。所谓变流就是指交流电和直流电之间的转换，对交直流电压、电流的调节，和对交流电的频率、相数、相位的变换和控制。而电力电子变流电路就是应用电力电子器件实现这些转换的线路，一般这些电路可以分为四大类。（1）交流—直流变流器。（2）直流—直流斩波调压器。（3）直流—交流变流器。（4）交流—交流变流器。本课题所要研究的是直流—直流斩波调压。 1.2 研究内容（1）工作原理分析（2）系统建模及参数设置（3）波形分析 2.直流-直流变换器的工作原理直流—直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为带隔离的直流—直流变流电路或直—交—直电路。直流—直流变流器有多种类型，主要有降压变流器、升压变流器和桥式直流变流器等，这里主要介绍桥式（H型）直流变流器。电流可逆斩波电路虽可使电动机的电枢电流可逆，实现电动机的两象限运行，但其所能提供的电压极性是单相的。当需要电动机进行正、反转以及可电动又可制动的场合，就必须将两个电流可逆斩波电路组合起来，分别向电动机提供正向和反向电压，即成为桥式可逆斩波电路。

双向直流变换器

设计题目1：电流双向DC-DC 变换器设计设计要求和技术指标：主电路结构形式自定；整机额定功率：2kW ；输入端为直流蓄电池组，不用考虑容量；输出端负载为一能量（电流）双向的有源负载，如电动汽车的驱动电机，或者为电能质量控制补偿装置；要求变换器输出端电压保持恒定为+100V ，输入端蓄电池组电压可在+60V 上下可允许范围内波动；以满足电动汽车的电动和制动两种状态，或满足电网与蓄电池之间的双向能量交换。一、设计方案：采用双向半桥逆变器电路，有两种工作模式，分别是 S 1闭合时，S 2截止，电路工作在Boost 电路模式，电流正向流动； S 2闭合时，S 1截止，电路工作在Buck 电路模式，电流反向流动。两个功率开关器件需保证一个开关完全关断后，另一个才能开通。主电路如下图所示：、参数设计：在双向半桥变换器中元器件承受的电压能力，IGBT 承受的电压额定值为V 0，二极管承受电压的额定值为V 0， 1、开关器件的开关频率的选择 IGBT 的工作频率是由控制电路的频率决定的。控制电路的频率应该小于IGBT 允许的最高工作频率。一般IGBT 的开关频率最大值是20KHZ 。故选取开关频率为20KHZ 。 2、电感的选取电感量的计算公式： i sw U D L f I *=*

取纹波电流为2A ，所以电感为L=0.75mH 3、电容的选取电容的计算公式： 0off sw 0U T C 8Lf U ≥? 输出的纹波电压纹波应小于5%。 C=666.67uF 4、功率开关器件的选择功率开关器件的电压额定值：为保护功率开关器件，其额定值应该是所承受电压的两倍，设计中变换器输出为100VDC ，所以选择200VDC 。

桥式直流PWM变换器仿真分析解析

黑龙江大学课程设计说明书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电力电子技术设计题目：桥式直流PWM变换器仿真姓名：学号：指导教师：成绩：

目录第一章课程设计的性质和目的 (2) 第二章课程设计的内容 (2) 第三章设计报告要求 (2) 第四章参考资料 (2) 第五章课程设计的题目 (3) 第六章课程设计的内容 (3) 6.1总体电路的功能框图及其说明 (3) 6.2单相桥式PWM逆变电路 (3) 6.3控制电路 (4) 6.4驱动电路 (5) 6.5缓冲电路 (6) 6.6双极性PWM控制方式 (6) 6.7单极性PWM控制方式 (9) 第七章心得与体会 (11) 第八章参考文献 (13) 附录：评分标准 (14)

一、课程设计的性质和目的性质：是电气自动化专业的必修实践性环节。目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 6、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论； 7、初步掌握电力电子电路的设计方法。二、课程设计的内容： 1、整流电路的选择 2、整流变压器额定参数的计算 3、晶闸管（全控型器件）电压、电流额定的选择 4、平波电抗器电感值的计算 5、保护电路（缓冲电路）的设计 6、触发电路（驱动电路）的设计 7、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 8、用MATLAB进行仿真，观察结果三、设计报告要求依据“课程设计说明书”（电子文档）的模板格式撰写。内容应包括： 1、主电路设计说明 2、控制电路设计说明 3、仿真结果讨论（说明是否达到设计指标的要求） 4、附录：主电路和控制电路原理图四、参考资料电力电子技术教材及相关资料

升降压电路原理分析

BUCK BOOST电路原理分析电源网讯 Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。 Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式 Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。 Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。 LDO的特点：

① 非常低的输入输出电压差 ② 非常小的内部损耗 ③ 很小的温度漂移 ④ 很高的输出电压稳定度 ⑤ 很好的负载和线性调整率 ⑥ 很宽的工作温度范围 ⑦ 较宽的输入电压范围 ⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同。（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。 DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*D BOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/(1-D) BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=(-Vi)* D/（1-D） D为充电占空比，既MOSFET导通时间。0

直流变换器课程设计样本

直流变换器课程设计

5.2 SG3525控制芯片介绍 5.3 SG3525各引脚具体功能 5.4 SG3525内部结构及工作特性 5.5 SG3525构成的控制电路单元电路图第六章驱动电路原理与设计 6.1 驱动电路方案设计与选择 6.2 驱动电路工作分析第七章附录第八章设计心得

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，输入与输出不之间不隔离。直流斩波电路的种类较多，包括 6 种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk 斩波电路，Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路。Buck 电路作为一种最基本的 DC/ DC 拓扑，结构比较简单，输出电压小于输入电压，广泛用于各种电源产品中。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路能够分为脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方式，Buck 电路的研究对电子产品的发展有着重要的意义。 MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于 GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过 10kW 的电力电子装置。功率MOSFET 的种类：按导电沟道可分为P 沟道和 N 沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于 N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率 MOSFET 主要是 N 沟道增强型。第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路

关于桥式可逆PWM变换器Matlab仿真

作业：桥式可逆PWM变换器的主电路由四个IGBT组成一个H桥，并且每一个IGBT上均反并联有电力二极管，电力二极管起到续流的作用采用以下2种方式进行仿真，并进行比较分析： ●Simulink的SimPowerSystems ●OrCAD PSpice 要求在文件组中画出详细的原理图、给出元件的详细模型和参数、仿真设置参数和仿真结果并进行分析。讨论分类情况如下：（一）占空比为90％时对系统的分析; （二）占空比为50％时对系统的分析; （三）占空比为10％时对系统的分析; 在上面所分的三大类中，每一种又分为三小类。从而对该系统的分析尽量达到全面。三小类为： ①电动机所带负载为轻载时的情况； ②电动机所带负载为适当负载时的情况； ③电动机所带负载为重载时的情况； 1、Simulink的SimPowerSystems

（1）原理图如下图所示（2）元器件参数设置脉冲发生器：逻辑算符：

IGBT：直流电机参数：直流电机的励磁电压110V，励磁电流0.5A，额定转速2400r/min，负载转矩1.15N·m。（一）、占空比为90％时对系统的分析;

电动机所带负载为轻载时的情况； 1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：电动机所带负载为适当负载时的情况；

1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：

1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：从以上波形图可以看出，当占空比为90％时，电机的输出电压在不同负载的情况下不受影响。而转速在不同的负载下是变化的，轻载时转速略高于额定转速；适当负载时为额定转速；重载时低于额定转速。电机启动时会产生较大的电枢电流，当转速趋于平稳的时候电枢电流趋近于零。转矩的变化跟电枢电流近似。（二）占空比为50％时对系统的分析;

桥式变换器的仿真

目录摘要 ................................................................................................................................................ I 1 设计原理 (1) 1.1 半桥变换器 (1) 1.1.1 半桥逆变器的概述 (1) 1.1.2 半桥变换器的电路结构及原理 (1) 1.1.3 半桥变换器的输入输出关系式 (3) 1.2 全桥变换器 (3) 1.2.1全桥逆变器的概述 (3) 1.2.2 全桥变换器的结构及原理 (4) 1.2.3 全桥变换器的输入输出关系式 (5) 2 仿真电路的设计 (6) 2.1 半桥变换器仿真电路 (6) 2.2 半桥变换器参数设置 (6) 2.3全桥变换器仿真电路 (8) 2.4 全桥变换器参数设置 (9) 3 仿真结果及分析 (10) 3.1 半桥电路仿真分析 (10) 3.2 全桥电路仿真分析 (11) 3.3 综合比较与分析 (12) 心得体会......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.. (13)

升降压双向直流变换器

双向直流-直流变换器的设计与仿真姓名：张羽学号：109081183 指导教师：李磊院系：动力工程学院

摘要：本文选取了一种以Buck-Boost变换器为基础的双向DC-DC变换器进行了研究，设计了一种隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器。并根据设计指标，对变压器、输出滤波器、功率开关等进行参数设计，并使用saber仿真软件完成了这种带高频电气隔离的拓扑的仿真。关键字：双向DC-DC变换器Buck-Boost变换器saber仿真软件uc3842 0 引言所谓双向DC-DC变换器就是实现了能量的双向传输，在功能上相当于两个单向DC-DC。它的输入、输出电压极性不变，但输入、输出电流的方向可以改变。是典型的“一机两用”设备。在需要双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积重量及成本。近年来,双向DC/DC变换器在电动汽车、航天电源系统、燃料电池系统以及分布式发电系统等方面得到了广泛应用。 1 基本电路的选取 DC-DC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。本文选取Buck-Boost双向DC-DC变换器进行了仿真实验。 2 Buck-Boost双向DC-DC变换器 2.1 Buck-Boost变换器将Buck变换器与Boost变换器二者的拓扑组合在一起，除去Buck中的无源开关，除去Boost中的有源开关，如图所示，称为升降压变换器。它是由电压源、电流转换器、电压负载组成的一种拓扑，中间部分含有一级电感储能电流转换器。它是一种输出电压既可以高于也可以低于输入电压的单管非隔离直流变换器。Buck-Boost变换器和Buck变换器与Boost变换器最大的不同就是输出电压的极性和输入电压的极性相反，输入电流和输出电流都是脉动的，但是由于滤波电容的作用，负载电流应该是连续的。

直流变换器开题报告汇总

开题报告一背景直流变换器是一种将模拟量转变为数字量的半导体元件。按功能可分为:升压变换器、降压变换器和升降压变换器。在燃料电池汽车中主要采用升压变换器。变换器首先通过电力电子器件将直流电源转变成交流电(AC),一般称作逆变,然后通过变压器(升压比为1∶n)升压,最后通过整流、滤波电路产生变压后的直流电,以供负载使用. 直流转换器与一般的变换器相比，具有抗干扰能力强、可靠性高、输出功率大、品种齐全等特点，用途广泛，输入输出完全隔离，输出多路不限，极性任选。宽范围输入变换器是专为满足输入电压变化范围较大场合需要而开发的一种直流稳压电源,其输入直流电压可以在DC100V-375V宽范围内变动而保证输出电压的稳定性.此外,这种电源体积小,重量轻、保护功能完善,具有良好的电磁兼容性。本身具有过流、过热、短路保护。多档输出的变换器,它不仅提供电源而且有振铃和报警功能。该变换器分为军用、工业及商业三个品级，在诸如通信机房、舰船等蓄电池供电的场合极为适用。直流—直流变换器(DC/DC Converter)早在10年前就做成了元器件式样,在系统中损坏时可以卸下更换。目前,它正从低技术、元器件型转向高技术、插件(Building black)型发展。系统设计师在开始方案设计阶段就要考虑系统究竟需要什么样的电源输入、输出?DC/DC变换器作为子系统的一个部件,应该更仔细地规定它的指标以及要付出多少费用。有趣的是,全球声称可供给军用DC/DC变换器的厂家超过300家,但却没有两

种产品是相同的,这给系统设计师选用该产品时造成困难。设计师们考虑的最重要的事是:对产品的性能价格比进行综合平衡,决定取舍。需求和市场决定制造厂的发展战略目前,对制造厂家而言,面临着要求降低噪声、减小尺寸以及提高功率和效率的挑战和市场竞争。现扼要介绍几家公司的做法。当今,在任何一个计算机系统中,各种电源都是以插件形式出现的。供应厂商均按用户的要求作相应改动以适应需求。DC/DC直流变换器的军品市场占很大比重,但增长缓慢。分析家们预测:到1996年,DC/DC变换器最大市场将是计算机和通信领域。美国InterPoint公司的研究开发战略是:针对军用及宇航系统应用,提供一种更便宜、功率更大、性能更好的产品,它们比现有DC/DC 变换器有全面改进。预计今后几年的实际问题仍是产品价格。采用模块化方法可以降低成本,同时提高DC/DC变换器输出功率。一些应用系统要求功率高达2KW,如果采用200W的产品去构建系统,至少要10～12个产品,既麻烦也影响系统可靠性。该公司认为必须研制出功率比200W大2～3倍的大功率电源,而且单件成本控制在1.3～1.7倍才合适。模块化方法,可以通过消除非重复工程成本(NRE)使系统成本降低。这种模块化的器件也是分布式供电系统的基本构件。鉴于分布式供电比集中供电系统有更多优点,而绝大多数应用系统要求在母线级上直流电压要分别供给不同逻辑电路各种电压,例如+5V、+12V、+3.3V 等等。一些厂家利用板级(on-Card)DC/DC变换器来实现,另一些供应商则把几种输出合在一起,把电源放在靠近需要供电的电路板上。

桥式变换器的仿真

目录摘要 1 设计原理 (1) 1.1 开关电源 (1) 1.2半桥逆变器 (1) 1.2.1半桥逆变器的概述 (1) 1.2.2 半桥变换器的电路结构及作用 (2) 1.2.3 半桥变换器的工作原理 (3) 1.3 全桥变换器 (3) 1.3.1全桥变换器的概述 (3) 1.3.2 全桥变换器的结构及作用 (4) 1.3.3 全桥变换器的工作原理 (5) 2 仿真电路的设计 (6) 2.1 半桥变换器仿真电路 (6) 2.2 全桥变换器的仿真电路图 (8) 3 仿真结果及分析 (10) 4 小结 (13) 参考文献 (14)

桥式变换器的仿真 1 设计原理 1.1 开关电源开关稳压电源的种类很多，有BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK/BOOST 变换器、正激变换器、反激变换器、推挽式变换器、半桥变换器、全桥变换器等，本次设计研究的是半桥和全桥变换器。对开关电压的研究十分有意义，这是由于该开关电源有很多优越性： 1、效率高。开关电源的调整开关管工作在开关状态，截止期间，开关管无电流，因此不消耗功率，可大大提高效率，通常课达到80%~90%左右。而传统的调整串联型稳压电源的晶体管一直工作在放大区，全部负载电流都通过晶体管，功耗就较大，因而效率很低，一般只在50%左右。 2、功耗小。由于开关管在开关状态，功耗小，不需要采用打散热器。而且功耗校使得机内温升低，周围环境不会长期工作在高温环境下而损坏，有利于提高整机的可靠性和稳定性。 3、稳定范围宽。当开关电源输入电压在150~250V范围内变化时，都能达到很好的稳压效果，输出电压的变化在2%以下。而且在输入电压发生变化时，始终能保持稳压电路的高效率。因此开关稳压电源适用于电网电压波动很大的地区。 4、安全可靠。开关稳压电路一般具有自动保护电路，当稳压电路、高压电路、负载出现故障或短路时，能自动切断电源，保护功能灵敏可靠。 1.2半桥逆变器 1.2.1半桥逆变器的概述半桥逆变器实际上是由两个单端正激变换器组合而成的。其中一个桥臂有两个特性相同、容量相等的电容器承担，每个电容承担二分之一的电源电压；另一

直流变换器课程设计

目录第一章．设计概要 1.1 技术参数 1.2 设计要求第二章．电路基本概述第三章.电力总体设计方案第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 3.2电路的设计总框图第四章BUCK 主电路设计 4.1 Buck变换器主电路原理图 4.2 Buck变换器电路工作原理图 4.3 主电路保护（过电压保护） 4.4 Buck变换器工作模态分析 4.5 主电路参数分析第五章控制电路 5.1 控制带你撸设计方案选择 5.2 SG3525控制芯片介绍 5.3 SG3525各引脚具体功能 5.4 SG3525部结构及工作特性 5.5 SG3525构成的控制电路单元电路图第六章驱动电路原理与设计 6.1 驱动电路方案设计与选择 6.2 驱动电路工作分析第七章附录第八章设计心得

第一章．设计概要 1.1 技术参数：输入直流电压Vin=25V，输出电压Vo=10V，输出电流Io=0.5A，最大输出纹波电压50mV，工作频率f=30kHz。 1.2 设计要求：（1）设计主电路，建议主电路为：采用BUCK 变换器，大电容滤波，主功率管用MOSFET；（2）选择主电路所有图列元件，并给出清单；（3）设计MOSFET 驱动电路及控制电路；（4）绘制装置总体电路原理图，绘制：MOSFET 驱动电压、BUCK 电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形（波形汇总绘制，注意对应关系）；（5）编制设计说明书、设计小结。第二章．电路基本概述直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，输入与输出不之间不隔离。直流斩波电路的种类较多，包括6 种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk 斩波电路，Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。Buck 电路作为一种最基本的DC/ DC 拓扑，结构比较简单，输出电压小于输入电压，广泛用于各种电源产品中。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可以分为脉冲宽度调试、频率调制和混合型三种控制方式，Buck 电路的研究对电子产品的发展有着重要的意义。MOSFET 特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置。功率MOSFET 的种类：按导电沟道可分为P沟道和N 沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET 主要是N 沟道增强型。第三章.电力总体设计方案 3.1 电路的总设计思路 Buck 变换器电路可分为三个部分电路块。分别为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块。主电路模块，由MOSFET 的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。的大小。控制电路模块，可用SG3525 来控制MOSFET 的开通与关断。驱动电路模块，用来驱动MOSFET。 3.2 电路设计总框图电力电子器件在实际应用中，一般是有控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。有信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。因此，一个完整的降压斩波电路也应该包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路致环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如下图所示。

双向DC-DC变换器研究

双向DC-DC变换器摘要：双向DC/DC变换器是一种可以实现“一机两用”的设备，可用其得到能量的双向传输，并且在有些需要能量双向流动的场合，双向DC/DC变换器可大幅度减轻系统的体积、重量以及成本价值，有着重要的研究意义。首先介绍的是双向DC/DC变换器的概念、应用场合以及其研究现状，并在此基础上分析了电压—电流型双向全桥DC/DC变换器；Buck充电模式时，高压侧开关有驱动信号，低压侧开关管驱动信号封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电压型全桥结构；Boost放电模式时，低压侧开关管有驱动信号，高压侧开关管驱动信后封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电流型全桥结构。然后，分别对buck充电模式和boost放电模式的工作原理进行了分析。最后利用Proteus软件分别对buck充电模式和boost放电模式的开环和闭环进行了仿真，给出了各部分的波形图，最后得出的仿真结果和理论一致。关键词：双向DC-DC变换器 Buck充电模式 Boost放电模式

目录前言 (3) 1.方案论证 (4) 1.1方案一 (6) 1.2 方案二 (6) 1.3 方案选择 (7) 2.电路设计和原理 (7) 2.1 5V电压源电路设计 (7) 2.2 0.1s (8) 2.2.1 引脚及功能表 (9) 2.2.2 (10) 2.3 计数电路设计 (11) 2.4电路设计 (13) 2.5显示电路设计 (14) 2.6控制电路设计 (15) 3.软件仿真调试 (15) 3.1 软件介绍 (15) 3.2 调试步骤及方法 (16) 4.故障分析及解决方法 (17) 5.总结与体会 (18) 附录： (20) A、总体电路图 (20) B、元器件清单 (20) C、元器件功能与管脚 (21) D、参考文献 (24)

双向直流变换器简介

双向直流变换器简介二○一四年八月

1 技术参数 a产品名称：双向直流变换器。 b额定功率：10kW。 c额定直流母线电压：800V；额定低压端电压：320V。 d额定电流：35A。 e过载能力：300%。 f效率：96%（额定点）。 g精度：电流控制相对精度：1%；电压控制相对精度：0.5%；温度测量精度：1℃。 h电压波动：直流母线稳态电压波动小于10V；低压端电压波动小于2V。 i响应时间：起动时间小于7s，直流母线突加载10kW的恢复时间小于500ms，直流母线突卸载10kW的恢复时间小于1s。 j噪声：60dB（距离1m处）。 k环境条件：环境温度: -20℃~+55℃ 相对湿度：室内≤95%（25℃），无凝露。 l散热方式：风冷。 m外形：体积450mm*420mm*250mm（长*宽*高）；重量30kg。

n保护功能电压保护：直流母线电压过压欠压保护、低压端过压欠压保护；电流保护：过流保护；通讯保护：通讯故障保护；过热保护：自身热保护。 o附加功能稳态调节、动态调节等适应不同场合的放电管理体系；多工作模式选择功能：根据工况可以选择待机模式、升压模式（即直流母线模式）、降压模式（即低压模式）；蓄电池管理功能；数据记录、存储、备份功能。 2 接口 a输入输出接口：直流母线电压：800V；低压端电压：320V；（两端电压可调节：直流母线±20V，低压端±20V）。 b通讯接口：CAN通讯接口（可选配485、以太网接口）； c供电接口：具备13.5V/100W的对外供电能力； d温度测量接口：具备对外的温度测量能力。 3 原理简介双向直流变换器的拓扑结构如图所示，其中LA、LB、LC为三路的储能电感，S1~S6以及D1~D6为智能功率模块IPM，Cu、Cb为滤波电容。通过微处理器实现能量从低压侧到直流母线的升压功能和

MOSFET升降压斩波电路

电力电子技术课程设计报告MOSFET升降压斩波电路设计班级：110306班姓名：*** 学号：20111049 指导教师：侯云海时间：2014年1月10日

题目：MOSFET升降压斩波电路设计一、课程设计的目的 1.电力电子技术的课程设计是《电力电子技术》课程的一个重要的实践教学环节。它与理论教学和实践教学相配合，可使我们在理论联系实际，综合分析，理论计算，归纳整理和实验研究方面得到综合训练和提高，从而培养学生独立解决实际问题的能力。 2.加深理解电力电子技术的课程内容，建立正确的设计思想，熟悉工程设计的顺序和方法，提高正确使用技术资料，标准，手册等的独立工作能力。 3.为后续课程的学习打下坚实的基础。二、设计的技术数据及要求 1、交流电源：单相220V； 2、前级整流输出输电压： U d=50V～80V； 3、输出功率：300W； 4、开关频率5KHz； 5、占空比10%—90%； 6、输出电压脉率：小于10%。

三、设计内容及要求 1、方案的论证及方案的选择： 1.1总体方案论证图1 1.2 方案一：MOSFET降压斩波电路 MOSFET降压斩波电路原理图降压斩波电路的原理图以及工作波形如图2所示。该电路使用一个全控型器件 V，图中为MOSFET。为在MOSFET关断时给负载中电感电流提供通道，设臵了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。图2 降压斩波电路原理图

MOSFET降压斩波电路工作原理图直流降压斩波电路使用一个全控型的电压驱动器件MOSFET，用控制电路和驱动电路来控制MOSFET 的导通或关断。当t=0 时MOSFET 管被激励导通电源U向负载供电，负载电压为Uo=U,负载电流io 按指数曲线上升，当t=t1时控制MOSFET 关断负载电流经二极管VD 续流负载电压Uo 近似为零，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联的电感L较大。电路工作时的波形图如图3所示。至一个周期T结束，再驱动MOSFET导通，重复上一周期的过程。当电力电子系统工作处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图2所示。负载电压平均值为：（2.1）负载电流平均值为：（2.2）式中，t on为MOSFET处于通态的时间；t off为MOSFET处于断态的时间；T为开关周期；α为导通占空比。由式（1.1）可知，输出到负载的电压平均值U o最大为U，减小占空比α，U o随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck 变换器。根据对输出电压平均值进行调试的方式不同，可分为三种工作方式：（1）保持开关导通时间不变，改变开关T，称为频率调制工作方式；（2）保持开关周期T不变，调节开关导通时间，称为脉冲宽调制

桥式整流电路的仿真

《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告前言电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。电力电子技术是综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科的知识，是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来的了一定的复杂性和困难，因此一般常用波形分析的方法

来研究。本文就基于MATLAB软件，利用进行桥式整流电路的计算机仿真分析。设计一单相桥式整流电路，输入电压为220V，输出电压100V，负载电阻为10欧姆，电感为1H，开关器件选用晶闸管。设计一三相桥式整流电路，输入电压为220V，输出电压100V，负载电阻为10欧姆，电感为1H，开关器件选用晶闸管。完成上述桥式整流电路的设计，并进行计算机仿真，观察输出电压、电流波形、系统输入电压、电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。关键词：桥式整流电路晶闸管计算机仿真目录第一章 MATLAB仿真软件 (3) 1.1 MATLAB简介 (3) 1.2 Simulink简介 (4) 第二章晶闸管简介 (6) 2.1 晶闸管的结构及工作原理 (6) 2.2 可关断晶闸管 (7) 第三章整流电路方案的确定 (9) 3.1 单相整流方案的确立与工作原理 (9)

电力电子升降压变换器课程设计

1 绪论《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力，使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用，为今后的学习和工作打下坚实的基础。《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。通过设计能够使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行了较详细的仿真分析。本文分析了升降压斩波电路的工作原理，又用Matlab对升压-降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。 2 升降压斩波电路的设计

2.1升降压斩波电路工作原理（1）V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C 维持输出电压恒定并向负载R供电。（2）V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。 a) 原理图 b) 波形图图（3）升压/降压斩波电路的原理图及波形图数量关系：稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即：

升降压斩波课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计与仿真院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2016年6月

电力电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程系专业：电气工程及其自动化

摘要电力电子技术飞速发展，电力电子技术已经成为自动化领域里一个重要部分，其核心就是利用弱电电路的设计思路，强大电路的器件来实现电路的各种需求。至今电力电子技术已经成为电气工程、信息科学、能源科学三个学科领域的公共学科，可见现实中其无可替代的重要性。该课程设计做的直流升降压斩波电路，是以SG3525为驱动电路的升降压斩波电路，其优点是响应快，加速平稳、节约能源效果好。通过MATLAB中的SIMULINK 功能仿真，到达了预期效果。关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真

目录 1绪论 (1) 2总体方案设计 (2) 2.1设计要求 (2) 2.2升降压直流斩波电路总体设计方案 (2) 2.3方案的确定 (2) 3主电路设计 (4) 3.1工作原理 (4) 3.2波形图 (5) 3.3主要元器件选择、参数分析 (6) 4控制与驱动电路的设计 (7) 4.1控制电路的设计 (7) 4.2驱动电路设计 (8) 5 直流升压斩波电路保护电路设计 (9) 5.1过电流保护电路 (9) 5.2过电压保护电路 (9) 6 Simulink仿真分析 (11) 6.1 仿真软件简介 (11) 6.2建立仿真模型 (11) 6.3仿真结果分析 (14) 结束语 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附录ASimulink仿真图 (20) 附录BCAD电气原理图 (21)