直流斩波器工作原理
直流斩波器原理
直流斩波器原理
直流斩波器是一种电子设备，用于将直流电信号转换为可调节的脉冲
信号。
它是一种非常重要的电路，广泛应用于工业自动化、电力电子、通信和医疗等领域。
直流斩波器原理：
直流斩波器的主要原理是利用开关管（如晶体管或MOSFET）来控制
负载电路中的电压和电流。
当开关管导通时，负载电路中的电压将被
允许通过。
当开关管截止时，负载电路中的电压将被阻断。
斩波器通过改变开关管导通和截止的时间比例来控制输出脉冲信号的
频率和占空比。
占空比指脉冲信号中高电平所占时间与一个周期时间
之比。
频率指输出脉冲信号在单位时间内出现的次数。
斩波器可以被视为一个开关模型，其中输出脉冲信号由高低两个状态
构成。
当开关管导通时，输出为高；当开关管截止时，输出为低。
斩波器有两种基本类型：单极性和双极性。
单极性斩波器只能控制正
向负载电压，而双极性斩波器可以控制正向和反向负载电压。
直流斩波器的应用：
直流斩波器广泛应用于工业自动化、电力电子、通信和医疗等领域。
它们可以用于控制电机速度、调节照明亮度、变换电源输出电压等。
在工业自动化中，直流斩波器可以用于控制机床、起重机、输送带和风扇等设备的速度和方向。
在通信领域中，它们可以用于调节光纤通信系统中的光功率。
在医疗领域中，它们可以用于调节医疗设备的输出功率。
总之，直流斩波器是一种非常重要的电子设备，在现代工业和科技中发挥着重要作用。
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明一、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其电路如图4.8。
与Buck和Boost电路不同的是，电感L f在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用PWM控制方式。
Buck/Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式，此处以电感电流在连续状态下的工作模式。
图4.8是电感电流连续时的主要波形。
图4.10是Buck/Boost变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时，有两种工作模态，图4.11(a)的开关管Q导通时的工作模态，图(b)是开关管Q关断、D续流时的工作模态。
V o图4.9电路ArrayVi LFi Qi DV图4.10感电流连续工作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断，D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种工作模态。
1.在开关模态1[0~t on ]：t=0时，Q 导通，电源电压V in 加载电感L f 上，电感电流线性增长，二极管D 戒指，负载电流由电容C f 提供：f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时，电感电流增加到最大值max L i ，Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ∆f inL y fV i D T L ∆=⋅ (2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时，Q 关断，D 续流，电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电，f L i 在输出电压Vo 作用下下降：f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时，f L i 见到最小值min L i ，在t on ~ T 期间f L i 减小量f L i ∆为：(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ∆=⋅=- (2-7)此后，Q 又导通，转入下一工作周期。
直流斩波器工作原理
直流斩波器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII直流斩波器工作原理直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
二.基本原理直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。
若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即图1.1直流斩波器基本原理可改变负载的平均电压。
由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo随Ton之时间而变。
而最常见之改变方式为1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。
2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。
在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此多数采用脉波宽度调变。
直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰1. 单象限直流斩波器。
2. 两象限直流斩波器。
3. 四象限直流斩波器。
如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。
直流斩波电路的工作原理是什么
直流斩波电路的工作原理是什么
直流斩波电路是一种用于将直流电转换为脉冲电流或脉冲电压的电路。
其工作原理如下：
1.自激振荡：
直流斩波电路中，使用一个开关器件（如晶体管或MOSFET）和一个电感器构成振荡回路。
当开关器件关闭时，电感器上的电流开始积累。
当开关器件打开时，电感器上的电流被迫流过负载电阻，产生脉冲电流或脉冲电压。
2.周期性切换：
通过周期性地打开和关闭开关器件，直流斩波电路可以实现周期性地转换直流电源电流。
开关器件的开闭操作由一个控制电路控制，该控制电路根据电流或电压的变化来调整器件的状态。
3.削波：
直流斩波电路通过改变开关器件的开闭状态，将直流电源的平均电压降低到所需的脉冲电压水平。
在开关器件关闭时，电感器上的电流将通过负载电阻流过，形成脉冲，因此平均电压较低。
在开关器件打开时，电感器上的电流不再流过负载电阻，电压升高。
通过调整开关器件的开闭频率和占空比，可以实现所需的电压输出。
总的来说，直流斩波电路利用开关器件和电感器的相互作用，将直流电源电流转换为周期性的脉冲电流或脉冲电压。
这种电路的主要应用是在电源变换、驱动和开关控制器等领域。
直流斩波器
总述直流斩波器广泛应用于生产、生活等实际情况当中，从中国大面积，多人口，低技术，少能源等国情出发，大力发展直流电技术，结合电力电子技术，这对改善我国科技现状水平，提高经济效益将起着重要作用。
电力投资的持续增长，因此直流斩波器在电力电子行业有着巨大的发展潜力，它的传统领域和新领域节前景非常广阔。
直流斩波器（DC Chopper）是一种把恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压，从而满足负载所需的直流电压的变流装置。
也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
它通过周期性地快速通、断，把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，而改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可实现输出电压平均值的调节。
直流斩波器除可调节直流电压的大小外，还可以用来调节电阻的大小和磁场的大小。
直流传动、开关电源是斩波电路应用的两个重要领域，前者是斩波电路应用的传统领域后者则是斩波电路应用的新领域。
直流斩波器的种类较多，包括6种基本斩波器：降压斩波器（Buck Chopper）、升压斩波器（Boost Chopper）、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器和Zeta斩波器，前两种是最基本的类型。
本设计为直流降压斩波器的设计。
设计总体思路、基本原理及其框图降压斩波电路的设计思想是将电网供电压为三相的交流电变为输出电压U0在50-200V之间可调的电压。
其中用控制电路来实现IGBT管的通断，调节PWM波的输出来改变控制角ɑ，从而调节占空比的大小，进而来调节输出电压的大小。
控制电路采用集成芯片SG3525来设计。
SG3525集成芯片包含了保护电路，驱动电路，只需要将斩波主电路和同步信号产生电路加入其中即可。
另外，采用IGBT作为控制开关，其速度相当高，开关损耗小，在电压1000V以上，IGBT的开关损耗只有GTR的十分之一，与电力MOSFET相当。
在相同的电压和电流的情况下，IGBT的安全电压较大，而且具有耐压脉冲。
直流斩波电路的工作原理
直流斩波电路的工作原理直流斩波电路是一种将直流电源转换为可调控的脉冲电流的电路。
其主要原理是通过开关管（例如晶闸管和二极管）的控制，改变电路中的通断状态，从而使直流电源的电压在时间上发生间断性变化，实现电流的控制和调节。
直流斩波电路通常由三个核心部分组成：开关装置、滤波装置和控制装置。
开关装置是直流斩波电路的关键部分，它负责将直流电源中的电流通过开关管进行周期性地开关，以实现电路中电压的间断变化。
开关装置通常由晶闸管和二极管构成。
滤波装置用于滤除开关操作产生的脉冲电压，将电路中的电压变为平滑的直流信号，以保证输出的电流稳定。
滤波器通常由电容和电感构成。
控制装置是直流斩波电路的控制中心，它通过对开关装置的控制，调节开关管的通断状态和开关闭合的周期，从而控制电路中的电流输出。
控制装置通常由控制电路和触发电路组成。
直流斩波电路的工作过程如下：1. 当控制装置使得开关管导通时，直流电源的正极与负极通过开关管形成一个低电阻通路，直流电源的电流可以顺利通过直流斩波电路，输出的电流电压保持稳定。
同时，此时电阻网络的电压为零，输出电压接近直流电源的电压。
2. 当控制装置使得开关管截止时，开关管阻断了直流电源的电流通路，此时输出电流电压开始变化。
由于电感的自感作用，原先通过开关管的电流无法瞬间消失，而是沿着电感的方向形成一个反向电流。
造成了电感两端的电压对地电压增加，同时电容接收到的电压减小。
因此，此时输出的电流电压下降。
3. 当电感的反向电流逐渐减小到零时，电容开始通过二极管向直流电源放电，此时输出的电流电压开始增加。
4. 当电容通过二极管完全放电后，电感两端的电压对地电压下降到零，输出的电流电压再次恢复到直流电源的电压值。
通过不断地周期性开闭开关管，直流斩波电路实现了电源电压的间断变化，从而控制了输出的电流电压，实现了对直流电源的调节。
通过控制开关管的通断状态和开关闭合的时间，可以调节输出电压的大小以及电流的形状，从而满足各种不同的电路需求。
二象限直流斩波器的工作原理
二象限直流斩波器的工作原理二象限直流斩波器又被称为单向直流斩波器，是一种用于控制直流电压的电子设备。
工作原理主要基于功率电子器件（例如二极管和晶闸管）的导通和截止控制，能将直流电压转换成可调节的脉冲直流电压，从而实现对直流电压进行控制。
为了更好地理解二象限直流斩波器的工作原理，我们可以分为三个部分来讨论：输入端、控制电路和输出端。
1.输入端：输入端主要是直流电源，它提供了一个恒定的电压源。
这个电压源可以是直流电池或直流稳压电源，它的电压通常在几十伏特到几百伏特之间。
这个直流电源提供了从正极到负极的直流电压。
2.控制电路：控制电路是二象限直流斩波器的核心部分，它负责对输出信号进行控制，以达到控制直流电压的目的。
控制电路通常由逻辑电路、计时电路和触发器等组成。
逻辑电路：逻辑电路将输入信号转换为控制信号，控制脉冲的生成和输出电压的调节。
根据输入信号的不同，逻辑电路可以采取不同的控制策略来实现输出电压的调节。
计时电路：计时电路用于控制脉冲的宽度和频率。
它可以根据需求来调整脉冲的宽度和频率，从而实现对输出电压的控制。
触发器：触发器用于控制一个或多个功率电子器件（例如二极管或晶闸管）的开关状态。
触发器将逻辑电路和计时电路的控制信号转换为适当的电压脉冲，以控制功率电子器件的导通和截止。
3.输出端：输出端是二象限直流斩波器输出的电压。
该电压是经过控制电路时基于输入信号置换得到的，可以是舒尔平方波、正方波或三角波。
通过控制电压的频率和脉宽，可以控制输出端的直流电压大小。
当二象限直流斩波器工作时，控制电路根据需求控制输出信号的脉冲宽度和频率，然后触发器根据控制信号来控制功率电子器件的导通和截止。
当功率电子器件导通时，直流电压会通过器件流动；当功率电子器件截止时，直流电压不会通过器件。
通过不断地使功率电子器件的导通和截止交替，最终可以实现对直流电压的控制。
总而言之，二象限直流斩波器通过控制电路和功率电子器件的协作工作，将输入直流电压转换成可调节的脉冲直流电压。
直流斩波电路研究实验报告
直流斩波电路研究实验报告直流斩波电路研究实验报告引言直流斩波电路是一种常见的电子电路，它可以将直流电转换为可变的脉冲电流。
在本次实验中，我们将研究直流斩波电路的原理和性能，并通过实验验证其工作效果。
一、实验目的本次实验旨在通过搭建直流斩波电路，研究其工作原理和性能，并通过实验结果验证理论分析的正确性。
二、实验原理直流斩波电路由三个主要部分组成：输入直流电源、可变电阻和输出负载。
当输入直流电压经过可变电阻调节后，通过开关控制，形成一系列脉冲电流，最后通过输出负载得到所需的电压波形。
三、实验步骤1. 搭建直流斩波电路：将输入直流电源与可变电阻相连，并接入开关和输出负载。
2. 调节可变电阻：通过调节可变电阻的阻值，控制输出电压的大小。
3. 控制开关：通过控制开关的开关频率和占空比，调节输出脉冲的频率和宽度。
4. 观察输出波形：使用示波器观察输出波形，并记录实验数据。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们得到了直流斩波电路的输出波形。
根据理论分析，我们可以得出以下结论：1. 输出波形的频率和宽度与开关的开关频率和占空比有关。
当开关频率较高且占空比较大时，输出波形的频率较高且宽度较宽。
2. 输出波形的幅值与输入直流电压和可变电阻的阻值有关。
当输入直流电压较高且可变电阻的阻值较小时，输出波形的幅值较大。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了直流斩波电路的工作原理和性能。
我们发现，通过调节可变电阻和控制开关，我们可以得到不同频率、宽度和幅值的输出波形。
这种电路在实际应用中具有广泛的用途，例如在电力变换、电子通信和电动机控制等领域都有重要的应用。
六、实验总结通过本次实验，我们对直流斩波电路有了更深入的了解。
我们通过实验验证了理论分析的正确性，并掌握了搭建和调节直流斩波电路的方法。
在实验过程中，我们还学会了使用示波器观察和记录波形数据的技巧。
这些实验技能对我们今后的学习和研究都具有重要的意义。
七、参考文献[1] 张三, 李四. 直流斩波电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2010.[2] 王五, 赵六. 电子电路实验指导[M]. 北京：高等教育出版社，2015.以上为直流斩波电路研究实验报告的主要内容。
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直流斩波器工作原理
直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。
二.基本原理
直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。
若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即
图1.1直流斩波器基本原理
可改变负载的平均电压。
由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo 随Ton之时间而变。
而最常见之改变方式为
1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。
2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。
在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此
多数采用脉波宽度调变。
直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰
1. 单象限直流斩波器。
2. 两象限直流斩波器。
3. 四象限直流斩波器。
如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。
本系统可依接线方式改变，达成上述三种直流斩波器。
图1.2三种基本直流斩波器
三.模块说明
A. 直流电源供应器及设定单元请参考本公司电力电子实习手册。
B.直流PWM产生器EM5202-2C
主要功能在产生PWM控制信号，所需之工作电源为±15V。
1. 命令电压由I/P端输入，为0~10V(单象限)，或-10V~+10V(四象限控制)。
2. 三角波产生器：由频率选择开关可以选择1KHZ、10KHZ、15KHZ，而波型选择开关可选择三角波之大小，单象限控制时命令电压为0~10V，故选择大小为0- 10V之三角波，在四象限控制时命令电压为
-10V~+10V，故选择大小为-10V~+10V之三角波。
3. 反向器：将输入命令电压反向，在单象限控制时没有作用。
4. 比较器：将命令电压与三角波信号相比较，便可得到输出脉波宽度随命令电压改变之PWM信号，单象限控制时PWM信号输出只接S1，四象限控制时PWM信号有两个S1及S3。
5. 在四象限控制时当命令电压为正时，S1信号责任周期大于50%，S3 信号责任周期小于50%，两组信号互补但两者间有相位差，反之当命令电压为负时，S1信号责任周期小于50%，S3信号责任周期大于50%。
图3直流PWM产生器说明图
C.四组IGBT驱动器EM5202-2D
主要功能在将输入控制信号放大以驱动IGBT。
1. 所需之控制电源为110VAC。
2. 控制信号为TTL位准由S1及S3输入，经反相及延迟控制S1产生T1及T2控制信号，S3产生T3及T4控制信号，上下臂间之DEAD-TIME约为3us，在单象限控制时只有T1 IGBT触发导通，此时应将信号选择开关应切到T1 ONLY。
3. 四组控制信号送入电流限制器，当直流侧(DC BUS)电流过大，IDC输出变大，电流限制器动作LED亮，此时控制信号无法通过，IGBT暂时关闭，待输出电流下降后，IGBT又正常动作。
4. 为使控制信号及高压之电源电路完全隔离，将控制信号先经光耦合电路隔
离再送入驱动器，便可以达成。
5. 隔离后之控制信号，经放大后驱动IGBT。
6. 本系统提供一个霍尔电流传感器以方便使用者量测，输出为0.4V/A，表示当电流为1A时传感器输出电压为0.4V。
7. 负载输出有三个端子，单象限控制只有T1动作，故输出端为L+及O/P1，四象限控制时输出端为O/P1及O/P2。