PWM直流斩波电路分析及测试
直流降压斩波电路实验报告
直流降压斩波电路实验报告实验目的本实验旨在研究直流降压斩波电路的原理、特性及其在实际电路中的应用。
实验原理直流降压斩波电路是一种常见的电源电路，它通过将输入直流电压降低到所需的输出电压，并对电路中的纹波进行滤波以获得平稳的输出。
直流降压斩波电路的核心元件是电容和二极管。
实验设备本实验所使用的设备和元件如下： - 直流电源 - 变压器 - 滤波电容 - 整流二极管 - 负载电阻 - 示波器 - 万用表实验步骤1.将直流电源连接至变压器的输入端，设置合适的输入电压。
2.通过变压器将输入电压降低到所需的输出电压。
3.将滤波电容并联在输出端，以滤除输出电压中的纹波。
4.将整流二极管连接在滤波电容的正极，确保输出电压为正。
5.将负载电阻连接在整流二极管和滤波电容之间，作为电路的负载。
6.使用万用表测量输出电压和电流，记录实验数据。
7.使用示波器观察输出电压的波形，并测量其纹波水平。
8.分析实验结果，总结直流降压斩波电路的特性和应用。
实验结果与分析根据实验数据测量和示波器观察，我们得到了直流降压斩波电路的输出电压和波形。
通过测量输出电压和电流的关系，我们可以计算出电路的输出功率和效率，并分析其特性和应用。
结论通过本实验，我们深入研究了直流降压斩波电路的原理、特性及其在实际电路中的应用。
通过实验数据的测量和分析，我们得出了该电路的特性和性能参数，并对其应用进行了讨论。
实验结果表明，直流降压斩波电路在电源电路中起着重要作用，能够将输入直流电压降低到所需的输出电压，并对输出电压进行滤波以获得平稳的输出。
致谢感谢实验室老师对本实验的指导和支持，感谢实验室的同学们在实验过程中的帮助和合作。
参考文献[1] XXX，XXXX年，XXXX出版社。
[2] XXX，XXXX年，XXXX期刊。
直流斩波3525
实验八 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5 慢扫描示波器 5 万用表三．实验线路及原理1．主电路① 降压斩波电路（Buck Chopper ）降压斩波电路的原理图及工作波形如图3-13所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT 。
D 为续流二极管。
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：i i i U U Ttt t t U α==+=on off on on o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 为开关周朝，α为导通占空比，简称占空比或导通比。
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。
②升压斩波电路（Boost Chopper ）升压斩波电路的原理图及工作波形如图3-14所示。
电路也使用一个全控型器件V 。
当V 处于通态时，电源U i 向电感L l 充电，充电电流基本恒定为I 1，同时电容C l 上的电压向负载供电，因C l 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L l（a ）电路图 （b ）波形图 图3-13 降压斩波电路的原理图及波形上积累的能量为U i I 1t on 。
当V 处于断态时U i 和L l 共同向电容C l 充电，并向负载提供能量。
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。
直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)
• 设V处于断态的时间为 ，则在此期间电感L1释放 的能量为（UO-Ui）I1ton。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： • UiI1ton=（UO-Ui）I1toff
• 上式中T/toff ≥1，输出电压高于电源电压，故称该 电路为升压斩波电路。
• 升压斩波电路的原理图及波形
注意
• (1)整流电路输入交流电源得到直流电源，要注意 输出的直流电源不能超过50V。直流侧有1A熔丝 保护。负载电流不要超过0.5A。 • (2)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。 • (3)用示波器两个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。
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.5
八、实验报告
• (1)分析图中产生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Ui/UO- α 曲线，并作比较与分析。 • (3)讨论、分析实验中出现的各种现象。Fra bibliotek1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.5
(3)用示波器分别观测A、B和PWM信号的波形 、频率和幅值，并填入下表。
观测点 波形类型 幅值A（V） 频率f（Hz） A（11脚） B（14脚） PWM （ 脚 （ 脚
(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。
实验三 直流斩波电路
示波器使用注意：如两个波形不共地，不能同时测量，根据波形幅值大小，有的波形需要选择*10档。
实验三直流斩波电路(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 MMCL-22组件3 示波器4 万用表四．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性能测试先按下开关s1（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。
测量“1”端。
记录不同频率时锯齿波的周期及幅值。
（2）输出最大与最小占空比测量。
测量“2”端。
2．buck chopper(1)连接电路。
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。
分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。
(2)观察负载电压波形。
经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，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(3)观察负载电流波形。
用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期。
在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。
可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。
实验五 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DJK01电源控制屏、DJK09单相调压与可调负载、DJK20直流斩波电路、D42三相可调电阻、双踪示波器（慢扫描）、万用表。
三、实验线路及其原理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1所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT 。
D 为续流二极管。
图1(a)中的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，负载电流经过二极管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：i i on i off on on o aU U Tt U t t t U ==+= 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，a 为导通占空比，简称占空比或导通比（a =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a ，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1 降压斩波电路的原理图及波形 (2)升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路的(Boost Chopper)原理图及工作波形如图2所示。
电路也使用一个全控型的器件V 。
由图2(b)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L 1充电，充电电流基本恒定为I 1，同时电容C 1上的电压向负载供电，因C 1值很大，基本保持输出电压U o 为恒定值。
设V 处于通态的时间为t on ，此阶段电感L 1上积蓄的能量为U i I 1t on 。
基于PWM技术的新型高效率直流斩波器
基于PWM技术的新型高效率直流斩波器基于PWM技术的新型高效率直流斩波器摘要：本系统以Buck降压，Boost升压斩波电路为核心设计新型高效率直流斩波器。
通过STM32检测显示输出电流，以及对电路的过充保护。
采用TL494产生频率为150kHz的PWM波形，进行闭环反馈控制，从而实现稳压输出电流可调。
实验结果表明：充电模式时，电源输入的直流电压在比较宽的范围内变化时，电源输出直流电压能够保持较高的稳定性且变化率不大于1%。
电流可进行线性步进，控制精度为0.05%，效率达到91%以上。
放电模式时，输出电压恒定，变换器效率可达96%。
本电路能够自动转换工作模式，且重量在500g 以内。
【关键词】Buck电路Boost电路TL494 STM32分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展，其电源系统需用的直流斩波模块越来越多，对其性能要求越来越高。
除去常规电性能指标以外，对其体积要求越来越小，也就是对其功率密度的要求越来越高，对转换效率要求也越来越高，也即发热越来越少。
这样其平均无故障工作时间才越来越长，可靠性越来越好。
因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的直流斩波器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。
本品将提供一种新型的更加高效的直流斩波器。
1 系统方案1.1 双向直流斩波模块的比较与选择方案一：双向同步整流电路该方案从左向右是Buck降压充电电路，从右向左是Boost升压放电电路，结构简单，所用元器件少，输出纹波电压小。
整个电路体积小、重量轻，转换效率高且输出稳定。
对元器件参数要求严格，容易实现对电路的整体控制如图1。
方案二：Buck降压，Boost升压型电路该方案将直流电压通过Buck型拓扑结构进行降压变换，然后采用Boost型拓扑结构进行升压变换。
电路原理简单易懂，但所用元器件过多，且Buck型变换器驱动电路和控制电路的电源方案较麻烦，可靠性不高，如图2、图3。
直流斩波电路原理实验报告
直流斩波电路原理实验报告【实验日期】2021年05月24日【实验目的】1. 了解直流斩波电路的工作原理。
2. 掌握直流斩波电路的实现方法。
3. 学会使用示波器观测斩波电路的输出波形。
直流斩波电路是一种将直流电信号转换为可控的脉冲信号的电路。
斩波电路是通过对输入直流电压进行切割，使其呈现出一个矩形脉冲的形式，从而得到一个近似于正弦波的波形。
直流斩波电路的核心部件是斩波元件（如晶闸管、场效应管等），它的主要作用是控制输出信号的幅度和频率。
直流斩波电路的两个主要类型是单相半波斩波电路和单相全波斩波电路。
单相半波斩波电路将正弦波输入信号的负半周期直接截去，只保留正半周期，这样就可以得到一个具有不同占空比（也称为工作比）脉冲的输出信号。
如果幅度和频率能够精确控制，输出信号的形状就可以接近正弦波。
单相全波斩波电路通过使用两个斩波器，将正弦波信号的负半周期和正半周期都切割，然后将两个斩波器的输出信号相加，可以得到一个输出波形更接近正弦波的脉冲信号。
1. 直流电源2. 稳压电源3. 晶闸管4. 电阻5. 电容6. 示波器7. 多用电表1. 按照电路图连接电路。
2. 接通直流电源和稳压电源，调节稳压电源输出电压，并使用多用电表检测电压值。
3. 使用示波器观测晶闸管的正向电压和负向电压，并实时记录值。
4. 调节输入直流电压和斩波角度，观察输出脉冲信号的波形变化，并记录每个角度的输出波形。
通过实验可以得到不同控制角度下的直流斩波输出波形，并可以根据输出波形的变化情况分析电路的工作性质。
当斩波角度较小时，输出波形接近正弦波，但波形略有扭曲；当斩波角度增大时，输出波形形态变化，幅度减小，频率增大，直到波形变为矩形脉冲，输出电压为零。
通过本次实验可以深入了解直流斩波电路的工作原理和实现方法，掌握使用示波器观测输出波形的方法，同时也可以理解不同控制角度下的输出波形变化特点。
直流斩波电路在电力调控、数码电子等领域有广泛的应用，掌握其原理和实现方法对于工程实践具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验四PWM直流斩波电路分析及测试
．实验目的
1．掌握Buck—Boost 变换器的工作原理、特点与电路组成。
2．熟悉Buck—Boost 变换器连续与不连续工作模式的工作波形图。
3．掌握Buck—Boost 变换器的调试方法。
．实验内容
1．连接实验线路，构成一个实用的Buck—Boost 变换器。
2．调节占空比，测出电感电流i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。
3．将电感L 增大一倍，测出i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。
4．测出连续与不连续工作状态时的V be、V ce、V D、V L、i L、i C、i D等波形。
5．测出直流电压增益M=V O/V S与占空比D的函数关系。
6．测试输入、输出滤波环节分别对输入电流i S与输出电流i O影响。
三．实验线路
四．实验设备和仪器
1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱
2．万用表
3. 双踪示波器
五．实验方法
1．检查PWM信号发生器与驱动电路工作是否正常连接有关线路，观察信号发生器输出与驱动电路的输出波形是否正常，如有异常现象，则先设法排除故障。
2．电感L=1.48mH，电感电流i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试
将“ 16”与“ 18”、“ 21”与“ 4”、“ 22”与“ 5”、“ 19”与“ 6”、“ 1”与“ 4”、“ 9”与
“ 12”相连，即按照以下表格连线。
合上开关S1与S2、S3、S4，用示波器观察“ 7”与“ 13”（即i L）之间波形，然后调节RP1使i L处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比 D 与工作周期T。
3．L=1.48mH，测出处于连续与不连续临界工作状态时的V be （“5”～“6”）、V ce（“4”～“6”）、V D（“9”～“8”）、
i L（“7”～“13”）、i C（“ 6”～“ 7”）、i D（“ 8”～“ 7”）等波形调节RP1，使i L处于连续与不连续临界工作状态，用示波器测出GTR基-射极电压V be与集- 射极电压V ce；二极管VD阴极与阳极之间电压V D；电感L3 两端电压V L；电感电流i L；三极管集电极电流i C以及二极管电流i D等波形。
4．L=1.48mH,测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1左旋到底，使i L 处于连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。
5．L=1.48mH,测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1右旋到底，使i L 处于不连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。
6．L=3.07mH，i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试
将开关S2断开，观察i L波形，调节RP1，使i L 处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比D与工
作周期T。
7．L=3.07mH，测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1，使i L 处于连续工作状态，测试方法同前。
8．L=3.07mH，测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
9．测出M=V O/V S与占空比D的函数关系
（1）L=1.48mH，占空比 D 从最小到最大范围内，测试5～6个D数据，以及与此对应的输出电压V O 。
（占空比D用示波器观察, V O、V S用万用表测量，V s（V cc ～“ 14” ）、V o（“12”～“ 15”）【红色为临界时的数值】
10．输入滤波器功能测试（断开电源S1 开关再接线）有与没有输入滤波器时，电源电流（即15～14两端）波形测试（用示波器AC 档观察）。
11．输出滤波器功能测试 （断开电源 S 1 开关再接线 ） 有与没有输出滤波器时，输出电流纹波测试（“ 12”～
“ 15”） （用示波器 AC 档观察）。
五．实验结果
1．分别在 L=1.48mH 与 3.07mH 条件下 ,列出 i L 连续与不连续临界状态时的占空比 L=1.48mH ：D=0.68，T=133us ，R=300Ω。
理论τLC =（1-D ）2/2=0.0512 ；实际 τ LC =L/RT=0.0371 。
L=3.07mH ：D=0.60，T=133us ，R=300Ω。
理论τLC =（1-D ）2/2=0.0800 ；实际 τ LC =L/RT=0.0741 。
1-2
）
L=1.48mH
时，i L 连续：
D
ce
D,并与理论值相比较。
2．画出不同 L ，连续、临界与断续时的 V be 、V ce 、 V D 、 i L 、 i C 、i D 等波形。
（1-1 ）L=1.48mH 时，i L 临界：
V be V
i L
ce D
C D
（
1-3 ）
L=1.48mH时，
i L断续：
V be V
（2-1 ）L=3.07mH时，i L临界：
i L
i L i C i D
ce V D i L i C i D
2-2 )L=3.07mH时，i L连续：
V V
i L
ce D
i i
C
2-3 )L=3.07mH时，i L断续：
V V
D
ce D
i i
i L C D
3．根据不同的L 值，按所测的D，V O值计算出M值，列出表格，并画出曲线。
连续工作状态时的直流电压增益表达式为M=D/（1-D ），请在同一图上画出该曲线，并在图上注明连续工作与断续工作区间。
D
0.180.340.410.530.600.680.710.750.83
Vo（V）-8.32-15.43-18.82-22.26-25.24-29.06-29.91-33.45-33.50 M|=|Vo/Vs|0.555 1.029 1.255 1.484 1.683 1.937 1.994 2.23 2.3
D0.160.230.370.450.500.600.680.750.83 Vo（V）-6.15-9.18-12.58-14.83-16.84-19.19-26.96-31.16-33.84 |M|=|Vo/Vs|0.410.6120.8390.989 1.123 1.279 1.797 2.077 2.256
4．试对Buck-Boost 变换器的优缺点作一评述。
优点：电路简单；可通过简单地调节调节RP1以改变电感上的电压，升压、降压功能都可实现，环路稳定性更直接简单。
缺点：以buck 变换器方式工作时，输入输出之间没有隔离，而且只有一个输出。
以boost（非隔离）反激式变换器工作时，存在最大输出功率的限制。
5．试说明输入、输出滤波器在该变换中起何作用？
能分别减小输入、输出电流的波动，使电流更平稳。
6．实验的收获、体会与改进意见。
这个实验的电路相对比较简单，经过实验，了解了变换器的工作原理，查看了其不同工作状态下连续与不连续的波形；对占空比的概念有了新的认识。
通过本次实验，我对Buck-Boost 变换器的特性以及如何改善其性能有了一定的了解。
并从对各电压、电流波形的观察中加深了对斩波电路的认识。
要提前做好实验预习才能让实验过程更顺利地进行。