《电力电子技术》课程设计-直流变换器的设计.doc
直流-直流变换器
UiTs 2Lf
D (1 D)
iLf
0
IG
U0 2Lf fs
(1 D)
?
T on Ts
IL fm ax
Io
t T off
ILfmin = 0
电感电流临界连续
IG
UiTs 2Lf
D (1 D)
D0.5
I G max
U iTs 8Lf
IG 4D(1 D) IG max
1 .0
0 .8
IG 0 .6 IG m ax
u be
0
uAB
Ui
0
ILf
Ui
Uo Lf
DTs
u Lf
0
Ui- Uo
-U o
滤波电感电流的最大值和最小值为
ILfm axI0ILf /2
iLf
0
ILfminI0ILf /2
Io
T on Ts
IL fm ax T off
t
t t
I L fm in t
Q：当Ui和Uo一定时，如果负载 电流变化，电感电流脉动是
电力电子技术
/直流变换器
第一章 直流/直流变换器
1.1 直流/直流降压变换器(Buck变换器) 1.2 直流/直流升压变换器(Boost变换器) 1.3 直流升压-降压变换器(Buck-Boost变换器) 1.4 直流升压-降压变换器(Cuk变换器) 1.5 带隔离变压器的直流/直流变换器 #1.6 开关直流电源的控制
0 .4
0 .2
0 .0
D
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
相同的Ui(恒定)，不同的U0。
电感电流断续
输出平均电流：
iLf
电力电子课程设计直流电子开关
电力电子课程设计直流电子开关电力电子课程设计直流电子开关导言随着科技的发展，电子系统中的元器件和设备逐渐向数字化和高速化方向发展，电力电子技术作为电子学的一个重要分支，逐渐得到了广泛的应用。
电力电子技术能够将电能转换为所需的形式和大小，实现电力系统的高效稳定运行，改善能源利用效率和保护环境。
直流电子开关是电力电子技术中重要的部分之一。
本文将讨论电力电子课程设计直流电子开关的内容和过程。
一、直流电子开关概述直流电子开关是一种专门用于变换直流电压的器件，它能够通过开关管变化来控制直流电流的流向，从而达到改变电路的电压或电流的目的。
直流电子开关可以用于电压变换和电流变换两种情况，主要包括升压型开关、降压型开关和反激型开关。
直流电子开关的优点是工作效率高、可靠性高、体积小、噪声小，但其缺点是成本高。
二、直流电子开关课程设计a、课程内容直流电子开关课程设计主要包括以下内容：1、开关电源基础知识。
深入了解电源的组成、分类、基本功能和应用范围，掌握电源的电路拓扑结构。
2、直流电子开关基础知识。
深入了解直流电子开关的原理、特点、应用场合和类型，掌握直流电子开关的主要组成部分及其工作原理。
3、开关电源设计。
从电源设计的原则、设计过程和设计方法三个方面，介绍开关电源的设计过程和思路，包括材料的选取、元器件的选取、电路拓扑结构的选择和设计流程。
4、直流电子开关设计。
从原理和功能需求出发，介绍直流电子开关的设计流程和方法，包括电路图设计、元器件选取、电路调试和测试等环节。
5、开发实践。
通过实验和实践活动，将学习到的知识转化为实际操作，包括电路板制作、程序设计、电路调试和实验测试等。
b、课程过程直流电子开关课程设计的过程主要包括以下几个环节：1、选题。
设计者需要根据自己的兴趣和实际需要来选择设计课题。
2、调研。
通过查阅资料、采访专家或实地考察的方式，获取与设计课题相关的信息和数据。
3、方案设计。
根据调研结果和实际需求，设计出可行性方案，包括电路拓扑结构、元器件选型和布局设计等。
电力电子技术_第四章直流—直流变换..
I0 1 ton 1 t1 U C iC dt I 0 dt ton C 0 C 0 C U0 E 因ton = T = ,则 U0 f I 0 (U 0 E ) I 0 U C = fCU 0 fC
24
DC-DC
南华大学电气学院电子工程系
-电力电子技术-
4、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper) L和C很大 电感电流iL和负载电压uo基本为恒值 工作原理 ： V通时 E经V向L供电使其贮能，电流为i1 C维持输出电压恒定向负载供电 V断时 L的能量向负载释放，电流为i2 负载电压上负下正 稳态时
-电力电子技术-
（3） 滤波器的设计 为了获得平直的直流输出电压U0，应设计好输出低通滤波 器，可以通过对电流连续时输出电容电压UC纹波的计算来 估算L、C值。 按照电路拓扑，iL=i0+iC，电感电 流的脉动成分ΔiL全部流入电容， 即ΔIC=ΔIL，稳定运行时流经电 容电流的平均值应为0。因而可 从图上可以看到半周期内(1/2)T 内电容电量的变化为
3
DC-DC
南华大学电气学院电子工程系
-电力电子技术-
DC－DC变换电路的控制原理
一、 基本控制方式
1、时间比控制 脉宽控制、 频率控制、 混合控制
t 1 T U 0 udt on E E T 0 T
4 DC-DC
南华大学电气学院电子工程系
-电力电子技术-
2、瞬时值控制
5
DC-DC
1）电感上电流纹波；
2）输出电压纹波比值 解： 1）斩波周期 1 1
T f
3
Uc Uo
。
20 10 U 5 导通比 = O 0.417 E 12 U 5 I L O (1 )T (1 0.417) 5 105 0.0729 A 3 L 2 10 Uc 1 1 2) (1 )T 2 (1 0.417) (5 105 ) 2 3 6 Uo 8 LC 8 (2 10 ) (220 10 ) 4 104 0.04%
电力电子技术课设设计直流稳压电源电路设计 学位论文
课程设计名称：电力电子技术题目：直流稳压电源电路设计专业：班级：姓名：学号：课程设计任务书一、设计题目直流稳压电源电路设计二、设计任务1）了解整流电路的工作原理。
2）掌握电力电子器件电路的设计方法。
3）通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。
4）通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。
三、设计计划1）复习课本，收集查阅资料，选定设计方案；2）主电路、保护电路选择与计算；3）控制电路选择与计算；四、设计要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）；输出可调直流电压，范围1.5~5V；输出电流I O m≥1500mA；（要有电流扩展功能）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。
指导教师：时间：摘要电子设备中需要直流电源，它们可以采用干电池供电（例如大多数半导体收机）或其他直流能源供电（例如太阳能电池等）。
但是相对地说，这些电源每“瓦时”所需的费用较高。
因此，在有交流网的地方，一般采用将交流电变为直流电的稳压电源。
直流稳压电源是先把交流电变成脉动的交流电，再通过滤波电路、稳压电路，使输出的直流电压维持稳定。
直流稳压电源一般包括以下几部分：（1）电源变压器将电网供给的交流电压变换为符合整流电路需要的交流电压；（2）整流电路将变压器次级交流电压变换为单向脉动的直流电压；（3）滤波电路将脉动的直流电压变换为平滑的直流电压；（4）稳压电路使直流输出电压稳定。
关键字：直流电源；整流；变压；滤波；稳压目录引言 (1)1主回路设计 (2)2电源变压器的设计 (3)2.1源变压器的原理 (3)2.2选择电源变压器 (4)3单相桥式整流电路 (5)3.1单相桥式整流电路原理 (5)3.2 选择整流二极管 (6)4稳压电路的设计 (7)4.1稳压电路的原理 (7)4.2稳压电路参数的计算 (8)5滤波电路设计 (10)6总原理图及元器件清单 (11)6.1总原理图 (11)6.2元件清单 (12)7安装与调试 (14)8性能测试与分析 (15)8.1 12V直流稳压电源的性能测试 (15)8.2 可调式直流稳压电源的性能测试 (15)8.3电流扩展直流稳压电源的性能测试 (16)8.4稳压系数的测试 (16)8.5产生误差的原因 (17)9结论 (18)10本设计的体会 (19)参考文献 (20)直流稳压电源电路设计引言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
电力电子课程设计直流电子开关
电气工程及其自动化专业《电力电子技术》课程设计说明书班级：电气141学号：1410060444姓名：朱宇恒设计时间：2016年12月19日至30日指导教师：陈荣盐城工学院电气工程系直流开关电源的设计一、设计目的1、了解一般电力电子技术设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。
2、培养独立工作的能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力。
3、培养查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。
二、设计任务：设计要求：1、设计主电路及控制电路，要求主电路为：整流部分是变压器+单相桥式二极管，大电容滤波，DC/DC变换部分是GTR降压变换器；2、选择主电路所有图列原件，并给出清单，标注型号；3、设计GTR驱动及控制电路；4、绘制装置总体电路原理图，绘制电路所有点电压、电流及GTR、D\L两端电压波形（再图上标注A、B、C、...，然后将所有点波形汇总绘制）；5、课题仿真，编制设计说明书、设计小结。
三、主要技术参数技术参数：装置输入电源为单相工频电源，电压在160V~270V之间变化，输入电压5V~24V，输出电流5A，输出纹波电压50mV，工作频率f=4KHz。
四、设计内容主电路1、开关电源的基本原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。
反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。
其结构图如图所示。
2、整流电路的选择整流是将交流电变成脉动直流电的过程。
电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。
盐城工学院电力电子课程设计
《电力电子技术》课程设计说明书设计题目：直流开关电源的设计班级学号姓名设计时间指导教师盐城工学院电气工程学院直流开关电源的设计一、设计目的1、把从电力电子技术及其它先修课程（电工基础、电子技术、电机学等）中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。
2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。
3、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。
二、设计任务设计要求：1、设计主电路，建议主电路为：整流部分是桥式二极管整流，大电容滤波，DC/DC部分采用半桥变换器，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：①单相桥式整流电路各点电压波形；②MOSFET驱动电压、全桥电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形（将①②波形分别汇总绘制，注意对应关系）；5、编制设计说明书、设计小结。
三、主要技术参数；技术参数：装置输入电源为单相工频交流电源（220V+20％），输出电压V o =24V ，输出电流I o =5A ，最大输出纹波电压100mV ，工作频率f =100kHz 。
1、确定变比K D LF O i V V V DV K ++⋅=2/ 85.0=DVo 是输出电压，VD 是输出整流二极管的通态压降，VLf 是输出滤波电感上的直流压降 。
VLf=0.5V2、滤波电感的计算经验算法一般选择输出滤波电感电流的脉动为最大输出电流的20%，这样本模块电源的输出滤波电感电流的脉动可选为Io *20%，也就是当输出电流在IOmin= Io *10%时应保证输出滤波电感电流连续，输出滤波电感可按下式计算： ]2/1[)2(2min DLF i o o s o f V V K V V I f V L ---⋅⨯= 3、滤波电容的计算由下式确定输出滤波电容的大小： ]2/1[)2(82D LF i o s f o f V V K V V V f L V C ---∆⋅⋅=ΔV为输出电压的最大纹波值四、设计内容1、开关电源的基本原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。
电力电子技术课件 10 DC-DC变换器
其中β为变压比的倒数。
4.1.3 Buck-Boost变换器
概述：
升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电 压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输 入电压极性相反，其电路原理图如图所示。 它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或 小于输入电压的直流稳压电源。
4.1
直流变换电路的工作原理
工作原理：图中 T是可控开关， R 为纯阻性负载。在时间 内当开关T接通时，电流经负载电阻R流过， R两端就有 电压；在时间内开关T断开时， R中电流为零，电压也变 为零。
电路中开关的占空比
D
ton TS
TS为开关T的工作周期，ton为导通时间。 由波形图可得到输出电压平均值为
U dTS D(1 D) 2L
即电感电流临界连续时的负载电流平均值为 ：
I OB
U d TS D(1 D) 2 LO
式中IOB为电感电流临界连续时的负载电流平均值。
总结：临界负载电流 IOB与输入电压Ud、电感L、开关频率f以及开关管 T的占空比D都有关。 当实际负载电流Io＞ IOB时，电感电流连续； 当实际负载电流Io = IOB时，电感电流处于连续（有断流临界点）;
电力电子技术课程设计-相控式直流可控整流电路的设计
提供全套毕业论文，各专业都有湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术课程设计题目：相控式直流可控整流电路的设计专业班级：学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期年月日设计完成日期年月日设计内容与设计要求一．设计内容：1．电路功能：1）电网工频交流整流为可调直流电源；2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：工频整流电路、。
控制电路主要环节：脉冲发生电路、驱动电路。
3）功率变换电路中的开关器件采用IGBT或MOSFET。
4）系统具有完善的保护5）2. 系统总体方案确定3. 主电路设计与分析1）确定主电路方案2）主电路元器件的计算及选型3）主电路保护环节设计4. 控制电路设计与分析1）检测电路设计2）功能单元电路设计3）触发电路设计4）控制电路参数确定二．设计要求：1．设计思路清晰，给出整体设计框图；2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
4．绘制总电路图5．写出设计报告；主要设计条件1．设计依据主要参数1）输入输出电压：三相（AC）380（1+15%）、0~300V（DC）2）输出电流：10A3）功率因数：≥0.82. 可提供实验与仿真条件说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）；6．电路改进、实验及仿真等。
7．总结与体会；8．附录（完整的总电路图）；9．参考文献；10、课程设计成绩评分表进度安排第一周星期一:课题内容介绍和查找资料；星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:控制电路设计星期五:控制电路设计；第二周星期一: 控制电路设计星期二：电路原理及波形分析、实验调试及仿真等星期四~五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下午:答辩及资料整理参考文献1．王兆安，电力电子技术（第5版）．机械工业出版社，2008.2．刘星平．电力电子技术及电力拖动自动控制系统．校内，2009.3. 浣喜明，姚为正．电力电子技术．高等教育出版社，2008.4．刘祖润，胡俊达．毕业设计指导．机械工业出版社，1995.5. 林飞，杜欣．电力电子应用技术的MATLAB仿真．中国电力出版社，2009. 6．钟炎平．电力电子电路设计．华中科技大学出版社，2010.7．徐德鸿．现代电力电子器件原理与应用技术．机械工业出版社，2011. 8．洪乃刚．电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真．机械工业出版社,2006目录第一章绪论 (1)第二章系统总体方案 (1)2.1 系统组成结构及其工作原理………………………………………………12.2 系统工作流程 (2)第三章主电路设计 (3)3.1主电路结构 (3)3.2主电路原件的选型及其计算 (4)3.3主电路保护设计 (5)3.3.1晶闸管的过电压保护…………………………………………………53.3.2晶闸管的过电流保护…………………………………………………63.3.3变压器的保护 (7)第四章控制电路设计 (7)4.1检测及其保护设计 (7)4.2 功能单元电路设计 (8)4.3触发电路设 (9)4.3.1触发电路的要求 (9)4.3.2 触发电路的原理 (10)第五章电路分析 (13)第六章心得体会 (15)第七章附录 (15)7.1参考文献 (15)7.2总电路图 (16)第一章绪论整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。
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建筑电气与智能化专业《电力电子技术》课程设计课题课题直流变换器的设计班级学号姓名设计时间指导教师盐城工学院电气工程学院2014年1月6日目录第一章．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一章．设计概要1.1 技术参数：输入直流电压V in=42V，输出电压V o=12V，输出电流I o=3A，最大输出纹波电压50mV，工作频率f=100kHz。
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Lu o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谢环节。
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。
第四章 BUCK主电路设计4.1 Buck 变换器主电路原理图降压斩波电路的原理图以及工作波形如图3.1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，设置了续流二极管VD 。
斩波电路主要用于电子路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
图4.14.2 Buck变换器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4.2所示。
图4.24.3 主电路保护（过电压保护）本次设计的电路要求输出电压为12V，所以当输出电压设定时，一旦出现过电压，为了保护电路和期间，应立刻将电路断开，及关断MOSFET 的脉冲，使电路停止工作。
以为芯片SG3525的引脚10端为外部关断信号输入端，所以可以利用SG3525的这个特点进行过电压保护。
当引脚10端输入的电压等于或超过8V时，芯片将立刻锁死，输出脉冲将立即断开。
所以可以从输出电压中进行电压取样，并将取样电压通过比较器输入10端实现电压保护。
，从而过电压保护电路图如下所示：4.3 Buck变换器工作模态分析在分析Buck变换器之前，做出以下假设：①开关管V、二极管VD均为理想器件；②电感、电容均为理想元件；③电感电流连续；④当电路进入稳态工作时，可以认为输出电压为常数。
当输入脉冲为高电平，即在t on时段内，V导通，此时二极管VD反偏截止，如下图4.3.1所示。
通过电感L的电流随时间不断增大，电源U向负载R提供功率，同时对电容C充电。
在电感L上将产生极性为左正右负的感应电动势，储存磁场能量。
假设储能电感L足够大，其时间常数远大于开关的周期，流过储能电感的电流I L可近似认为是线性的，并设开关MOS管V及续流二极管都具有理想的开关特性，它们正向降压都可以忽略4.3.1导通时的电路状态4.3.2关断时电路状态（1）L12dt di LV V =+i L =LV I t LV V dt L V V +-=-⎰2121式中起始值 I Lv 是V 导通前流过L 的电流。
当t=t on 时，V 导通L 中的电流达到最大值I LPI LP =LV on I t LV V +-12 当输入脉冲为低电平，即在t off 时段内，V 截止，电路相当于V 断开，如下图4.3.2所示。
此时，由电感L 中的电流将减小，为了阻止电流I 0的减小，在其上将产生极性为左负右正的感应电动势，这时二极管VD 正偏导通，为电感电流提供通路。
电感将释放磁能，一方面继续给负载R 供电，另一方面对电容C 充电，把一部分磁能转化为电容中的电场能。
当电感电流下降到某一较小的数值时，电容C 开始对负载放电，以维持负载所需的电流。
当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期内的初值与终值为相等的(下面插入图片4.3.2) （2） L2V dt di L-= I l =LP I t LV dt L V +-=⎰22- 式中起始值 I LP 为V 截止前流过的电流。
t=t off 时，V 截止，L 中的电流下降到最小值I LV I LV =-LP off I t LV +2当电路工作在稳态时，联系上式解得： I LP =LP off on I t LV L V V +--2t 12 由以上分析可得，负载电压的平均值为: V2=111t DV V TtV t t on off on on ==+ 上式中， t on 为V 处于导通状态的时间，t off 为Q 处于断开状态的时间；T 为开关周期，即T=t on +t off ；D 为导通占空比，即D=t on /T ；V1为电源电压。
由该公式可知，负载电压的平均值V2的大小由导通占空比和电源电压决定。
在电源电压不变的情况下，其大小可由调节占空比来改变，且随着占空比的增大而增大，随着占空比的减小而减小 由于占空比0<D<1，即V2<V1，输出电压小于输入电压，因此将该电路称为降压斩波电路。
负载电流平均值为： I O =RV 2上式中，R 为负载电阻。
若负载中的L 的值较小，则在Q 关断后，可能会出现负载电流断续的情况。
为了保证电流连续，要求串接的电感L 值足够大MOSFET 在开通与截止下的电感电容波形图：VinR Uo+-R Uo+-4.4 主电路参数分析主电路中需要确定参数的元器件有直流电源、MOSFET、二极管、电感、电容、电阻的确定，其参数确定如下： (1)电源 要求输入电压为42V 。
(2)电阻 因为当输出电压为12V 时，输出电流为3A 。
所以由欧姆定律 R=OOI U ,可得负载电阻值为4欧姆. (3)MOSFET 由图4.3.2易知当MOSFET 截止时，回路通过二极管续流，此时MOSFET 两端承受最大正压为42V ；而当α=1时，MOSFET 有最大电流，其值为3A 。
故需选择Vdss=100V ，Id=9.2A 的IRF520 (4)二极管 其承受最大反压42V ，其承受最大电流趋近于3A ，考虑2倍裕量，故需选择U N ≥84V ，I N ≥6A 的二极管,选用MUR820(5)电感 根据Buck 变换器的性能指标要求及Buck 变换器输入输出电压之间的系求出关占空比D==VV42120.29 Δi Lf =0.2I O ,Δi Lf =S foDT L V V -in ,Lf 取145uH. Li(6)开关频率 f=100KHz(7)电容 设计要求最大输出纹波电压50mV .)D 1(f C 8L U dt I C 1U 2s f f o 2/T 0c f c -=∆=∆⎰,c2s f o f U f L 8)D 1(U C ∆-==15uF 输出滤波电容的耐压值决定于输出电压的最大值，一般比输出电压的最大值高一些，但不必高太多，以降低成本。
由于最大输出电压为12V ，则电容的耐压值为15V 。
第五章 控制电路5.1 控制电路设计方案选择控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比的调节达到控制输出电压大小的目的。
斩波电路有三种控制方式：1.保持开关周期T 不变，调节开关导通时间ton ，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型；2.保持导通时间不变，改变开关周期T ，成为频率调制或调频型；3.导通时间和周期T 都可调，是占空比改变，称为混合型。
因为斩波电路有这三种控制方式，又因为PWM 控制技术应用最为广泛，所以采用PWM 控制方式来控制MOSFET 的通断。
PWM 控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。
这种电路把直流电压“斩”成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压。
改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行控制。
对于控制电路的设计其实可以有很多种方法，可以通过一些数字运算芯片如单片机、CPLD等等来输出PWM波，也可以通过特定的PWM发生芯片来控制。
因为题目要求输出电压连续可调，所以我选用一般的PWM发生芯片来进行连续控制。
对于PWM发生芯片，我选用了SG3525芯片，其引脚图如图4.1所示，它是一款专用的PWM控制集成电路芯片，它采用恒频调宽控制方案，内部包括精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。