电力电子技术实验(二)直流斩波
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。
电力电子技术 第3章 直流斩波电路
第3章直流斩波电路3.1基本斩波电路3.2复合斩波电路和多相多重斩波电路本章小结第3章直流斩波电路·引言直流斩波电路（DC Chopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。
也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。
一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流。
电路种类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。
复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。
多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。
3.1基本斩波电路3.1.1降压斩波电路3.1.2升压斩波电路3.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路3.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路电路结构全控型器件若为晶闸管，须有辅助关断电路。
续流二极管负载出现的反电动势典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。
降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理c)电流断续时的波形EV +-MRLVD i oE Mu oi Gt ttO O O b)电流连续时的波形T Ei G t ont offi oi 1i 2I 10I 20t 1u oO OO tttT E E i G i G t on t off i o t xi 1i 2I 20t 1t 2u o E Ma) 电路图图3-1降压斩波电路得原理图及波形t =0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压u o =E ，负载电流i o 按指数曲线上升。
t =t 1时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压u o 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。
动画演示。
数量关系电流连续负载电压平均值：EE Tt E t t t U α==+=onoff on on o （3-1）RE U I Mo o -=（3-2）t on ——V 通的时间t off ——V 断的时间a--导通占空比电流断续，U o 被抬高，一般不希望出现。
电力电子技术基础课件：DCDC变换——斩波器
Ton
Ton
V0 =
Vs =
Vs = DVs
✓ 负载电压平均值为：
Ton Toff
Ts
✓ 负载电流平均值为：
V0 - Em
I0 =
R
② 当电流断续时
负载电压平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。
DC/DC变换——斩波器
2、降压斩波电路
iS
_
+ vL
V
iL
例题3-1
L
io
VG
如图所示的降压斩波电路，已知Vs=200V，R=10Ω，
vL
ic
VG
V
解：由于C值、L值极大，故负载电流连续，所以输出电压平均值为：
Ts
40
Vo =
Vs =
50= 133.3 (V )
Toff
40 25
输出电流平均值为：
V0
133.3
Io =
=
= 6.67 (A)
R
20
io
+
C
R
Vo
电力电子技术
DC/DC变换——斩波器
➢ 1. 概述
➢ 2. 基本斩波电路 -- 升压斩波电路的典型应用
升压斩波电路（Boost电路）
✓
升降压斩波电路
✓
Sepic电路
✓
Cuk电路
iS
+
vL
R
C
iVD
_
VD
io
iC
VG
Vo
Buck电路
L
VS
✓
VD
VS
V
+
C
Zeta电路
Boost电路
直流斩波电路Buck、Buck-Boost 开关电路实验
直流斩波电路Buck、Buck-Boost 开关电路实验一、实验目的（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
（3）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验线路的构成及原理（1）DDS02主电路挂箱配置原理DDS02挂箱包括脉冲和熔断丝指示、晶闸管（I组桥、Ⅱ组桥）电路、电抗器等内容。
脉冲有无指示为方便实验中判断对应晶闸管上门阴极上是否正常，若正常，则指示灯亮，否则则不亮；同样熔断丝指示也是同理。
主要分I组桥和Ⅱ组桥分别指示。
晶闸管电路装有12只晶闸管、6只整流二极管。
12只晶闸管分两组晶闸管变流桥，其中VTl~VT6为正组桥(I组桥)，由KP5-8晶闸管元件构成，一般不可逆、可逆系统的正桥、交-直-交变频器的整流部分均使用正组元件；由VT1ˊ~VT6ˊ组成反组桥(Ⅱ组桥)，元件为KP5-12晶闸管，可逆系统的反桥、交-直-交变频器的逆变部分使用反组元件；同时还配置了6只整流二极管VDl~VD6，可构成不可控整流桥作为直流电源，元件的型号为KZ5-10。
所有这些功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护，电源侧、直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护装置。
电抗器为平波电抗器L，共有4档电感值，分别为50mH、100mH、200mH、700mH，1200 mH可根据实验需要选择电感值。
续流二极管为桥式整流实验时电路续流用，型号为KZ5-10；另外挂箱还配有一组阻容吸收电路。
（2）DDS03控制电路挂箱配置原理DDS03挂箱包括三相触发电路及功放电路、FBC+FA（电流反馈与过流保护）、G（给定器）等内容。
面板上部为同步变压器，其连线已在内部接好，连接组为△/Y-1.可在“同步电源观察孔”观察同步电源的相位。
三相触发电路（GT）及功放电路（AP）包括有GTF正组（I组）触发脉冲装置和GTR 反组（Ⅱ组）触发脉冲装置，分别通过开关连至VF正组晶闸管和VR反组晶闸管的门极、阴极。
第3章----直流斩波电路
3.1.2 升压斩波电路
升压斩波电路 （Boost Chopper）
1) 升压斩波电路旳基本原理
电路构造
储存电能
保持输 出电压
10
3.1.2 升压斩波电路
工作原理
假设L和C值很大。
V处于通态时，电源E向电感 L充电，电流恒定I1，电容C 向负载R供电，输出电压Uo 恒定。
V处于断态时，电源E和电感 L同步向电容C充电，并向负 载提供能量。
当上述电路电源公用而负载为3个独立负载时，则 为3相1重斩波电路。 而当电源为3个独立电源，向一种负载供电时，则 为1相3重斩波电路。 多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波电路单 元可互为备用。
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本章小结
本章简介了6种基本斩波电路、2种复合斩波电 路及多相多重斩波电路。
本章旳要点是，了解降压斩波电路和升压斩波 电路旳工作原理，掌握这两种电路旳输入输出 关系、电路解析措施、工作特点
复合斩波电路——降压斩波电路和升压斩波电路组合构成 多相多重斩波电路——相同构造旳基本斩波电路组合构成
电流可逆斩波电路
斩波电路用于拖动直流电动机时，常要使电动机既可 电动运营，又可再生制动。
降压斩波电路能使电动机工作于第1象限。
升压斩波电路能使电动机工作于第2象限。
电流可逆斩波电路：降压斩波电路与升压斩波电路组 合。此电路电动机旳电枢电流可正可负，但电压只能 是一种极性，故其可工作于第1象限和第2象限。
直流传动是斩波电路应用旳老式领域，而开关 电源则是斩波电路应用旳新领域，前者旳应用 在逐渐萎缩，而后者旳应用是电力电子领域旳 一大热点。
24
第3章 直流斩波电路
3.1 基本斩波电路 3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路
电力电子技术课程设计直流电动机的直流斩波调速设计
摘要
长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优良的操纵性能等特点成为大多数变速运动操纵和闭环位置伺服操纵系统的最正确选择。
专门随着运算机在操纵领域和高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的进展，和脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机取得普遍应用。
直流电动机转速的操纵方式可分励磁操纵法与电枢电压操纵法两类。
励磁操纵法操纵磁通，其操纵功率尽管小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制；而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。
因此经常使用的操纵方式是改变电枢端电压调速的电枢电压操纵法，调剂电阻R 即可改变端电压，达到调速目的。
这种传统的调压调速方式效率低。
目前,市场上用的最多的IGBT直流斩波器,它是属于全控型斩波器，它的主导器件采纳国际上先进的电力电子器件IGBT，由门极电压操纵，从全然上克服了晶闸管斩波器及GTR 斩波器的缺点。
该斩波器既能为煤矿窄轨电机车配套的调速装置，针对不同的负载对象，做一些少量的改动又可用于其它要求供电电压可调的直流负载上。
与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相较，具有明显的优势。
关键字：直流电动机、调速、直流斩波。
直流斩波电路ppt课件
32
3、 谐波分析
负载电压和负载电流都不是正弦波， 含有大量谐波。
电阻性负载，含有基波和3、5、7… 次谐波。
阻感性负载和上述情况也相同。
33
4、 斩控式交流调压电路 斩控式交流调压电路一般采用全控型器件，
但是其输出为同频率的交流电。
10
3．1．3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 1、 升降压斩波电路
工作原理： V导通，E向L储能，电流为i1；同时，C向负载供电； V关断，电感向负载释放能量，电流为i2，同时C充电，
可见负载电压和E方向相反。 改变占空比α，输出电压即可上升也可下降。
11
输出电压计算：
稳态时，L一周期内电感充放电总量为零,
第三章 直流斩波电路
将电压恒定不变的直流电变为电压 大小可调的直流电称为直流斩波。
常用的直流斩波电路包括：降压斩 波电路、升压斩波电路、升降压斩波电 路等，前两种电路应用广泛，而且是其 他斩波电路的基础。
1
3 . 1 基本斩波电路
3．1．1 降压斩波电路
斩波电路的基本用途是拖动直流电动机， 也可带蓄电池负载，总之负载中都有反电势。
和机械开关投切电容器方式比较，晶闸管 投切电容器（TSC）是一种性能优良的无 功补偿方式。
46
电路工作原理是：两个晶闸管轮 流导通，使电容上电压和电源电压同 相，电容上电流滞后电压90°，因此， 可以提高电路的功率因数。
47
为减少电容投入过程中的冲击电流，应使电容 预先充电至电源电压峰值，然后在电源电压峰值时 将电容投入，这时电流为零。如图所示。
根据三相联结形式的不同，三相交流 调压电路具有四种形式，分别为： 星型联结， 负载三角形联结 支路三角形联结 器件三角形联结。 其中a、c种最常用。
电力电子技术-5.1直流斩波
z EM E e ( 1 T1/ E M T TR ) (1 ) T / I 20 e e ) , (1z z R R e 1 R L
上式代入
[t 1,T]
I I 20 I10
E R
1 e
di 1 E EM t / t / L (1 / 0 t t1 i1 EIM10 eRi 1) T E E ME , T(1 Me E M) (1 ) T / E E E M I 10 e e e e dt I R d R R R R 0 T 0 . 5 T I I max R T di 2 ) i 1 ( 0 ) t / I 10 , M ( Ed ( 1 ) T / E L / RE ( t t 1 ) / t 1 E L Ri 2 Ee(1 e0M, (te1 ),) 20 i1 ( t 1 ) M t I T e e e 1 + Ii10 (1 I 20 ) 2 R R dt RR EM T RT T T
输出电压平均值为： ton E (T ton t x ) EM Uo T 负载电流平均值为：
1 (1 m)e t x ln m
电流断续时的波形
t2
t
tx<toff
e 1 m e 1
ton t x 1 m E T
1
t1
5.1.1 降压斩波的工作原理 输出电压平均值 Ua u 0 dt
T
0
t1 T
E ft 1 E E
电力电子技术实验三 直流斩波电路实验
实验三 直流斩波电路实验一·实验目的1.掌握Buck 电路的基本组成和工作原理；2.熟悉Buck 电路的基本特性；3.掌握Buck 电路的PSIM 仿真模型；4.熟悉电力电子实验台PTS-1000的操作和功能；5.通过直接的波形展示，了解输出电压的纹波。
二·实验设备本实验需要掌握降压型直流斩波电路即Buck 电路的工作特性。
实验时，直流电源GW PSW 160-7.2 360W 接入Buck 电路输入端，直流电源输出电压操作范围为30~70V ，直流负载GW PEL-2004与PEL-2040接入Buck 电路输出端，采用示波器GW GDS-2304A/GDS-2204E 观察电路电压电流信号。
Buck 电路模块本实验设备如图3-1所示，输入电压因安全考虑设定在50V ，输出电压为24V 。
输入端先经过一个10A 的保险丝，接着并联两个100uF/250V 输入电解电容，随后一个由MOS 与二极管及电感(365uH)组成的降压式转换器，后端为三个100uF/250V 的输出电解电容并联，最后接至输出端。
图3-1 Buck 电路实验模块辅助电源该模块输入电压范围为100~250V ，输出为三组不共地的隔离电源，分别是(1)12V (2)12V ,5V (3)15V ,-15V ，如图3-2所示。
图3-2 辅助电源MOS管驱动电路驱动电源模块由门极驱动电路和门极驱动电源电路组成，图3-3左为门极驱动电路，右为门极驱动电源电路。
输入一个12V电压至门极驱动电源，其输出为±12V的方波。
门极驱动电路的输入为此±12V的方波和由DSP产生的PWM信号，输出为驱动MOS的信号。
图3-3 MOS管驱动电路JTAG烧录电路此电路可将计算机中的程序代码烧录至DSP芯片，如图3-4所示，计算机通过该电路与DSP连接。
图3-4 JTAG烧录电路直流电源GW PSW 160-7.2GW PSW 160-7.2 360W直流电源，额定电压输入为160V，输出功率360W，如图3-5所示，图3-5 直流电源GW PSW 160-7.2示波器GDS-2304A/GDS-2204E测量波形信号时使用GDS-2304A (或GDS-2204E)，4通道，彩色数字储存示波器，如图3-6所示，图3-6 示波器GDS-2304A/GDS-2204E直流负载PEL-2000直流负载使用PEL-2040与PEL-2004，如图3-7所示，具有编辑功能，可模拟负载的实际状况。
(完整版)电力电子课程设计直流斩波电路(优秀设计)..
课程设计报告课题名称：直流斩波电路的设计电力电子技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级: 专业：自动化摘要直流斩波电路的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）,直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况；直流斩波电路的种类很多：降压斩波电路,升压斩波电路,这两种是最基本电路。
另外还有升降压斩波电路, Cuk斩波电路，Sepic 斩波电路，Zeta斩波电路。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton不变，改变Ts）。
本设计是基于SG3525芯片为核心控制的脉宽调制方式的升压斩波电路和降压斩波电路，设计分为Multisim 仿真和Protel 两大部分构成。
Multisim 主要是仿真分析，借助其强大的仿真功能可以很直观的看到PWM 控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用软件自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。
第二部分是硬件电路设计，它通过Protel 等软件设计完成。
关键字：直流斩波；PWM；SG3525目录1 直流斩波主电路的设计............................................... 1..1.1 直流斩波电路原理.............................................. 1..1.1.1 直流降压斩波电路........................................ 1..1.2.2 直流升压斩波电路........................................ 2..1.2 主电路的设计.................................................. 3...1.2.1 直流降压斩波电路........................................ 3..1.2.2 直流降压斩波电路参数计数................................ 3..1.2.3 直流升压斩波电路........................................ 4..1.2.4 直流升压斩波参数计算.................................... 4..2 触发电路设计5...2.1 控制及驱动电路设计............................................ 5..2.1.1 PWM 控制芯片SG3525 简介 ............................. 5.2.1.2 SG3525 内部结构及工作特性.............................. 5..2.1.3 触发电路................................................ 6...2.2 系统总电路图.................................................. 7...3 电路仿真8...3.1 触发电路的仿真................................................ 8..3.1.1 Multisim 仿真电路的建立.................................. 8..3.1.2 触发电路的仿真结果及分析................................ 9..3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................................. 1..03.2.1 Multisim 仿真电路的建立................................. 1..03.2.2 直流降压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 03.3 升压斩波电路仿真1..13.3.1 Multisim 仿真电路的建立1.13.3.2 直流升压斩波电路仿真结果及分析......................... 1. 24 总结与体会........................................................ 1..3.参考文献....................................................................... 1..4. .1直流斩波主电路的设计1.1直流斩波电路原理1.1.1直流降压斩波电路直流降压变流器用于降低直流电源的电压， 使负载侧电压低于电源电压，其 原理电路如图1-1所示。