实验五-直流斩波电路的性能研究实验报告-第五组
直流斩波电路建模仿真实训报告新颖完整
直流斩波电路建模仿真实训报告新颖完整直流斩波电路是一种常用的电路拓扑，可用于将直流电转换为可调节的脉冲电压输出。
其在电力电子领域有着广泛的应用，例如交流电压变换、电流控制等。
本文将对直流斩波电路进行建模仿真，并详细介绍其原理和性能特点。
一、直流斩波电路的原理直流斩波电路主要由稳压电源、开关器件（如功率MOS管）、电流传感器、电感、电容、负载等组成。
稳压电源提供稳定的直流电压作为输入，开关器件通过控制开关时间和频率来调节输出波形。
电流传感器用于感应电流变化并反馈给控制电路，使控制电路能够根据需要来调整开关器件的导通时间，以达到输出波形的调节目的。
电感和电容则用来平滑输出波形。
直流斩波电路的工作原理是通过开关器件的周期性导通和截止来实现对直流电压的切割，进而产生脉冲电压输出。
当开关器件导通时，输入电压被加到负载上，电流开始增加；而当开关器件截止时，负载上的电流被切断，负载上的电压下降，电流开始减小。
通过改变开关器件的导通和截止时间，可以改变输出脉冲的宽度和频率。
二、直流斩波电路的性能特点1.可调节输出：直流斩波电路能够灵活地调节输出脉冲的宽度和频率，从而实现对输出脉冲电压的精确控制。
2.高效能转换：直流斩波电路能够将输入直流电转换为高频脉冲电压输出，具有高效的能量转换特性，可以提高系统的能量利用率。
3.电压稳定性好：直流斩波电路通过电感和电容来平滑输出波形，从而提高输出电压的稳定性，在脉动和噪声方面有较好的表现。
4.小型化设计：直流斩波电路由于结构简单，元件少，可以实现小型化设计，满足电子设备对体积的要求。
三、直流斩波电路的建模仿真首先，在LTspice中绘制直流斩波电路的原理图，包括稳压电源、开关器件、电流传感器、电感、电容、负载等。
然后，设置元件的参数，例如输入电压、负载电阻、开关器件的导通时间和截止时间等。
接下来，设置仿真的条件，例如仿真时间、步长等。
进行仿真分析时，可以观察直流斩波电路的输出波形，例如输出脉冲的宽度、频率、占空比等。
实验五直流斩波电路的性能研究实验报告第五组
实验五直流斩波电路的性能研究实验报告第五组Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】X X X学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验（序号）项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）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。
序号型号备注1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2DJK09单相调压与可调负载3DJK20 直流斩波电路4D42 三相可调电阻5慢扫描示波器自备6万用表自备①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT。
D 为续流二极管。
由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D=U i。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on/T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i，若减小占空预习情况正常操作情况正常考勤情况正常数据处理情况正常比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
图4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。
电路也使用一个全控型器件V。
实验五 直流斩波电路实验报告
实验报告课程名称电力电子技术实验报告实验名称实验五直流斩波电路（设计性）的性能研究班级电气4班姓名李晓英梁琦季中元实验日期实验地点光电实验室评定成绩评阅教师--------- -----实验报告要目----- ---------1实验目的要求2 实验仪器、设备3 实验线路、原理框图4 实验方法步骤5 实验的原始数据和分析6 实验讨论实验五 直流斩波电路(设计性)的性能研究一．实验目的熟悉六种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper 、 cuk chopper 、 sepic chopper 、 zeta chopper)的工作原理，掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况。
二．实验内容1．SG3525芯片的调试。
2．斩波电路的连接。
3．斩波电路的波形观察及电压测试。
三．实验设备及仪器1．电力电子教学试验台主控制屏； 2．现代电力电子及直流脉宽调速组件(NMCL-22) 3．示波器（自备）； 4．万用表（自备）四．实验电路图如下Sepic ChopperR五．实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可。
1． SG3525性能测试用示波器测量，PWM 波形发生器的“1”孔和地之间的波形。
调节占空比调节旋钮，测量驱动波形的频率以及占空比的调节范围。
频率：9.10KHZ占空比的调节范围：9.58%~84.3% 2．buck chopper (1)连接电路。
将PWM 波形发生器的输出端“1”端接到斩波电路中IGBT 管VT 的G 端, 将PWM的“地”端接到斩波电路中“VT”管的E端,再将斩波电路的（E、5、7），（8、11），(6、12)相连，最后将15V直流电源U1的“+”正极与VT的C相连，负极“-”和6相连。
（照电路图接成buck chopper斩波器。
）（2）观察负载电压波形。
经检查电路无误后,闭合电源开关，用示波器观察VD两端5、6孔之间电压，调节PWM 触发器的电位器RP1，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形。
直流斩波电路性能研究
直流斩波电路性能的研究
. .
.
降压斩波 升压斩波
升降压斩波 .
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、实验内容
➢ 1、控制与驱动电路的测试 ➢ （1）调节PWM脉宽调节电位器Ur，用示波器
波形类型
幅值A(V) 频率F（Hz）
2、直流斩波器测试
➢（1）用示波器观测PWM波形、Uge波形、 Uce波形及输出电压Uo和二极管Ud波形并 注意各波形间， 观测在不同占空比时的波形并记录Ui、Uo 和α的数值于下表，画出Uo=f(α )的关系 曲线。
观测SG3525的第11脚与14脚的波形，观测输 出PWM信号的变化填入下表
Ur（V） 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5
11(A) 占空比（％）
14(B)占空比（％）
PWM占空比（％）
（2 ）用示波器观测并记录A、B和 PWM信号的波形、频率和幅值
观测点
A(11脚) B(14脚) PWM
Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5
占空比α (%)
Ui(V) Uo(V)
直流降压斩波电路实验报告
直流降压斩波电路实验报告
一、实验目的
本实验的主要目的是了解直流降压斩波电路的工作原理，掌握电路的搭建方法和调试技巧，同时能够通过实验数据分析和计算得出电路的性能参数。
二、实验原理
直流降压斩波电路是一种常用的电源调节电路，它可以将高压直流电源转换为低压直流电源。
该电路由三个部分组成：变压器、整流滤波器和斩波稳压器。
其中变压器主要起到降压作用，整流滤波器则可以将交流信号转换为直流信号，并对信号进行平滑处理，最后斩波稳压器则可以对输出信号进行稳定控制。
三、实验步骤
1. 搭建直流降压斩波电路。
2. 连接示波器和负载。
3. 调节变压器输出电压为所需输出值。
4. 调节斩波管触发角度和输出信号稳定性。
5. 记录实验数据并进行分析。
四、实验注意事项
1. 实验过程中应注意安全，避免触电等事故。
2. 严格按照步骤操作，避免误操作导致电路损坏。
3. 实验数据应准确记录，避免误差产生。
五、实验结果分析
通过实验数据的分析和计算，可以得出直流降压斩波电路的性能参数。
其中包括输出电压、输出电流、效率等指标。
同时还可以观察到斩波
管的触发角度对输出信号稳定性的影响，并对电路进行优化调整。
六、实验总结
本次实验通过搭建直流降压斩波电路并进行调试和分析，深入了解了
该电路的工作原理和性能参数计算方法。
同时也提高了我们的实验技
能和安全意识，为今后的学习和科研奠定了基础。
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。
直流斩波电路原理实验报告新颖完整
直流斩波电路原理实验报告新颖完整实验报告：直流斩波电路原理及实验一、实验目的掌握直流斩波电路的基本原理，了解其在工程中的应用，进一步加深对电路的理解。
二、实验器材1.直流电源2.电阻、电容、二极管、晶体管等元器件3.示波器、万用表等测试仪器三、实验原理四、实验步骤1.搭建直流斩波电路按照实验原理搭建直流斩波电路，将直流电源连接到斩波器的输入端，然后将输出端连接到滤波电路。
2.测量电路参数使用万用表等测试仪器，依次测量电阻、电容、二极管等元器件的电阻值、电容值、正向电压降等参数。
3.进行示波器测量将示波器的探头分别连接到斩波器的输入端和输出端，观察输入信号和输出信号的波形，并记录下相关数据。
4.更换元器件在保持电路基本结构不变的情况下，更换其中一元器件，并观察输出信号的变化，记录下相关数据。
五、实验数据记录及分析1.电路参数记录测得的电阻、电容、二极管等元器件的电参数。
2.示波器测量数据记录输入信号和输出信号的波形，并分析其频率、幅值等特征。
3.元器件更换实验数据记录更换元器件后输出信号的波形，并分析其变化原因。
六、实验结果讨论通过实验数据的记录和分析，得出直流斩波电路的输入信号和输出信号的关系，进一步认识到电路中各元器件的作用与影响。
七、实验心得通过本次实验，我深入理解了直流斩波电路的原理和应用，并通过实际操作了解了不同元器件对输出信号的影响，加深了对电路的认识。
这次实验让我更加熟悉了直流斩波电路的特点，培养了动手实验的能力，提高了解决问题的能力。
希望今后能在工程中更好地应用直流斩波电路的知识。
直流斩波电路实验报告
直流斩波电路实验报告实验目的，通过实验，掌握直流斩波电路的工作原理和特性，了解斩波电路在电力电子中的应用。
实验器材，示波器、直流电源、电阻、电容、开关管等。
实验原理，直流斩波电路是一种将直流电压转换为脉冲或方波电压的电路。
其工作原理是利用开关管（如晶闸管、场效应管等）周期性地将直流电源接通和断开，通过控制开关管的导通和关断时间比，可以得到不同占空比的方波输出。
直流斩波电路的输出波形可以通过控制开关管的导通和关断来实现调制，从而实现对电压的调节和控制。
实验步骤：1. 搭建直流斩波电路。
将直流电源、开关管、电阻和电容按照电路图连接起来，并接上示波器。
2. 调节开关管的导通和关断时间比。
通过改变开关管的导通和关断时间比，观察输出波形的变化。
3. 测量电压和电流。
利用示波器和万用表测量输出波形的电压和电流值。
4. 分析实验结果。
根据实验数据和波形图，分析直流斩波电路的工作特性和输出波形的变化规律。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了不同占空比的方波输出波形，并测量了相应的电压和电流值。
实验结果表明，随着开关管导通时间比的增加，输出波形的占空比也相应增加，电压值随之变化。
当导通时间比为50%时，输出波形的占空比为50%，电压值为直流电源的一半。
当导通时间比为100%时，输出波形为直流电压。
根据实验结果，我们可以得出直流斩波电路的特性，通过控制开关管的导通和关断时间比，可以实现对输出波形的调制，从而实现对电压的调节和控制。
直流斩波电路在电力电子中有着广泛的应用，如变频调速、逆变器等领域。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了直流斩波电路的工作原理和特性，掌握了斩波电路的搭建和调节方法。
实验结果表明，直流斩波电路可以实现对电压的调节和控制，具有广泛的应用前景。
在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究电力电子领域，不断提高自己的专业能力。
以上就是本次实验的全部内容，希望对大家有所帮助。
感谢大家的阅读！。
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实验五-直流斩波电路的性能研究实验报告-第五组XXX学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：验（序号）项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）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序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK09单相调压与可调负载3 DJK20 直流斩波电路4 D42 三相可调电阻预习情况正常操作情况正常考勤情况正常数据处理情况正常5 慢扫描示波器自备6 万用表自备三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT。
D 为续流二极管。
由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D=U i。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on/T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
图4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。
电路也使用一个全控型器件V。
由图4-13b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向电感L1 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C1 上的电压向负载供电，因C1 值很大，基本保持输出电压U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on，此阶段电感L1 上积蓄的能量为U i I1t on。
当V 处于断态时U i和L1 共同向电容C1 充电，并向负载提供能量。
设V 处于断态的时间为t off，则在此期间电感L1释放的能量为(U O-U i) I1t on。
当电路工作于稳态时，一个周期T 内电感L1 积蓄的能量与释放的能量相等，即：上式中的T/t off≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
图4-13 升压斩波电路的原理图及波形③、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-14 所示。
电路的基本工作原理是：当可控开关V 处于通态时，电源U i 经V 向电感L1 供电使其贮存能量，同时C1维持输出电压U O 基本恒定并向负载供电。
此后，V 关断，电感L1 中贮存的能量向负载释放。
可见,负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。
输出电压为：(a)电路图(b)波形图图4-14 升降压斩波电路的原理图及波形④、Cuk 斩波电路Cuk 斩波电路的原理图如图4-15 所示。
电路的基本工作原理是：当可控开关V 处于通态时，U i—L1—V 回路和负载R—L2—C2—V 回路分别流过电流。
当V 处于断态时，U i—L1—C2—D 回路和负载R—L2—D 回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反。
输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<1/2 时为降压，当1/2<α<1 时为升压。
⑤、Sepic 斩波电路Sepic 斩波电路的原理图如图4-16 所示。
电路的基本工作原理是：可控开关V 处于通态时，U i—L1—V 回路和C2—V—L2 回路同时导电，L1 和L2 贮能。
当V 处于断态时，U i—L1—C2—D—R回路及L2—D—R 回路同时导电，此阶段U i 和L1 既向R 供电，同时也向C2 充电，C2 贮存的能量在V 处于通态时向L2 转移。
输出电压为：⑥、Zeta 斩波电路Zeta 斩波电路的原理图如图4-17 所示。
电路的基本工作原理是：当可控开关V 处于通态时，电源U i 经开关V 向电感L1 贮能。
当V 处于断态后，L1 经D 与C2 构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1 上的能量全部转移至C2 上之后，D 关断，C2 经L2 向负载R供电。
输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<1/2 时为降压，当1/2<α<1 时为升压。
2、控制与驱动电路控制电路以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，其内部电路结构及各引脚功能如图4-18 所示，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。
详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。
图4-18 SG3525 芯片的内部结构与所需的外部组件四、实验内容（1）控制与驱动电路的测试（2）六种直流斩波器的测试五、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？原理：通过开关晶体管、场效应管或IGBT将直流信号或电源切成与信号同幅值的单极性或双极性的脉冲波。
结构形式：1 降压斩波电路。
2 升压斩波电路 3 升降压斩波电路 4 CUK斩波电路 5 SEPIC斩波电路 6ZETA斩波电路。
主要元器件：1 IGBT 2电容3 直流电源 4 电感(2)为什么在主电路工作时不能用示波器的双踪探头同时对两处波形进行观测？因为共地问题，容易造成短路六、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。
Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.511 17 22.2 28 31 33.3 36.111(A)占空比(%)11 17 22.2 28 31 33.3 36.114(B)占空比(%)PWM 22.2 33.3 44.4 55.6 66.7 66.6 73(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。
(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U i 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U i 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六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、U GE 的电压波形、U CE 的电压波形及输出电压Uo 和二极管两端电压U D 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(α)时，记录U i、U O 和α的数值于下表中，从而画出U O=f(α)的关系曲线。
七、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U i/U O-α曲线，并作比较与分析。
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。