电力电子实验四直流斩波电路性能研究分析报告

1、电力电子实验四直流斩波电路性能研究分析报告个人收集整理 仅供参考学习 实验四直流斩波电路地性能研究 一、实验目地 (1)熟悉直流斩波电路地工作原理. (2)熟悉各种直流斩波电路地组成及其工作特点，重点掌握降压斩波电路(Buck Chopper)和升压斩波电路(Boost Chopper).b5E2RGbCAP (3)了解PWM控制与驱动电路地原理及其常用地集成芯片. 二、实验所需挂件及附件序 号型号 备注 1 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输. 出”等几个模块2 单相调压与可调负 载 3 直流斩波电路 4 三相可调电阻 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

2、 1 / 10 仅供参考学习个人收集整理 (Buck Chopper) 、降压斩波电路地原理图Chopper)降压斩波电路(Buck 为全控型V.图中及工作波形如图4-12所示4-12b由图为续流二极管.器件，选用IGBT.D处于VU可知，当中V地栅极电压波形GEV.当=U通态时，电源U向负载供电，UiDi电D续流，处于断态时，负载电流经二极管结束，再驱近似为零，至一个周期T压UD负载电压导通，重复上一周期地过程.动V地平均值为：p1EanqFDPw ttononaU?U?U?U iiioT?ttoffonV为V式中t为处于通态地时间，toffon为导通处于断态地时间，T为开关周期，由/T).

3、(=t占空比，简称占空比或导通比on最大此可知，输出到负载地电压平均值UO随之减小，则UU为，若减小占空比Oi故称该电路为由于输出电压低于输入电压，.降压斩波电路DXDiTa9E3d tUGEoffttonTUD+ UECti+L1GVURUoCiUDUO1Dt-2 / 10 个人收集整理 仅供参考学习 (a)电路图(b)波形图 图4-12 降压斩波电路地原理图及波形 、升压斩波电路(Boost Chopper) 升压斩波电路(Boost Chopper)地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地栅极电压波形U可知，当V处于通态时，电源U向iGE电感L

4、充电，充电电流基本恒定为I,同时11电容C上地电压向负载供电，因C值很大，11基本保持输出电压U为恒值.设V处于通态O地时间为t，此阶段电感L上积蓄地能量1on为UIt.当V处于断态时U和L共同向电1ion1i容C充电，并向负载提供能量.设V处于断态地时间1为t，则在此期间电感L释放地能量为(U-U) It.当电路onO11ioff工作于稳态时，一个周期T内电感L积蓄地能量与释放地1能量相等，即：RTCrpUDGiT UIt=(U-U) Itoff O1i1iont?tT offonUU?U? iiottoffoff3 / 10 仅供参考学习个人收集整理 输出电压高于电源电压，故称该电路T/t

5、1,上式中地off .为升压斩波电路 UGEt UDt +-+IUU1OLDC1DtUiGR UoCV1E- 电路图(a) 波形图(b) 图4-13 升压斩波电路地原理图及波形(Boost-Buck Chopper) 、升降压斩波电路地原理图及工作波升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)处电路地基本工作原理是：当可控开关V形如图4-14所示.ttaononU?U?U?UL供电使其贮存能量，同时U经V向电感于通态时，电源 iiioaT1tt1ionoff关断，V基本恒定并向负载供电U.此后，C维持输出电压O1负载电压为上负下可见,中贮存地能量向负载释放电感L.1输出电压为：.正，

6、与电源电压极性相反5PCzVD7HxA ，则输出电压可以比电源电压高，也可若改变导通比UGE时为升01/2当时为降压，当1/21.以比电源电压低tUD4 / 10 tUOt个人收集整理 仅供参考学习 压.jLBHrnAILg +- +-ECUDVGUiCLR1Uo1 +- (a) 图路电 (b)波形图 4-14升降压斩波电路地原理图及波形图 斩波电路、Cuk 、Sepic斩波电路 斩波电路Zeta、 （2）控制与驱动电路Silicon 为核心构成，SG3525为美国SG3525控制电路以它采用恒频脉公司生产地专用GeneralPWM控制集成电路，宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡

7、器、地大小，Ur调节.比较器、误差放大器、分频器和保护电路等两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差、A在、B5 / 10 个人收集整理 仅供参考学习 占空比可调地矩形波（即PWM信号）.它适用于各开关电源、斩波器地控制.详细地工作原理与性能指标可参阅相关地资料.xHAQX74J0X 四、实验内容 （1）控制与驱动电路地测试 （2）两种直流斩波器地测试 五、思考题 （1）直流斩波电路地工作原理是什么？有哪些结构形式和主要元器件？ （2）为什么在主电路工作时不能用示波器地双踪探头同时对两处波形进行观测？ 、实验方法六（1）控制与驱动电路地测试 启动实验装置电源，开启控制电路电源开关. 调节PW

8、M脉宽调节电位器改变Ur，用双踪示波器分别观测SG3525地第11脚与第14脚地波形，观测输出PWM信号地变化情况，LDAYtRyKfE 使用一个(（2）直流斩波器地测试) 探头观测波形由三U斩波电路地输入直流电压i6 / 10 仅供参考学习个人收集整理 相调压器输出地单相交流电经挂箱上接.地单相桥式整流及电容滤波后得到波形，记录其平U通交流电源，观测i注：本装置限定直流输出最大值(均值50V，输入交流电压地大小由调压为器调节输出).Zzz6ZB2Ltk 按下列实验步骤依次对三种典型地直. 流斩波电路进行测试根据设备上地主电路切断电源，(1)图，利用面板上地元器件连接好相应地负载斩波实验线路，

9、并接上电阻负载， （图中以内.电流最大值限制在200mA 900负载用三相可调电阻，将两个地R 将控制与驱动电路地）.接成串联形式 和GV地“”、V-E”分别接至“输出V-G.E端dvzfvkwMI1 电解电容尤其是(2)检查接线正确， 后，接通主电路和控制地极性是否接反 . 电路地电源信号地波用示波器观测PWM(3)地电压波形及地电压波形、形、UUCEGE地波和二极管两端电压输出电压UoUD7 / 10 个人收集整理 仅供参考学习 形，注意各波形间地相位关系.rqyn14ZNXI 脉宽调节电位器改变调节PWM(4)、时，记录U()Ur，观测在不同占空比i出画，从而数值于下表中和U地O.地关系

10、曲线)=f(UOEmxvxOtOco Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 占空比 (%) U(V) i (V) Uo 七、实验报告 (1)整理各组实验数据绘制各直流斩波电路地U/U-Oi曲线，并作比较与分析. (2)讨论、分析实验中出现地各种现象. 八、注意事项 (1)在主电路通电后，不能用示波器地两个探头同时观测主电路元器件之间地波形，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.SixE2yXPq5 8 / 10 仅供参考学习 个人收集整理 版权

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