降压斩波电路实验报告.docx

降压斩波电路实验报告篇一:电力电子实验报告直流斩波电路的性能研究实验五直流斩波电路的性能研究(六种典型线路) 一、实验目的熟悉直流斩波电路的工作原理。熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。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三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路降压斩波电路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UGE可知,当V处于通态时,电源Ui向负载供电,UD=Ui。当V处于断态时,负载电流经二极管D续流,电压UD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: Uo 式中ton为V处于通态的时间,toff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。由此可知,输出到负载的电压平均值UO最大为Ui,若减小占空比α,则UO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。 tont UionU??aUi ton?toff Ti Ui C EG UG E tTtoff t +L1 C1 +Uo - UDUO Ui V UD- tt - 波形图图4-12降压斩波电路的原理图及波形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UGE可知,当V处于通态时,电源Ui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UO为 105 恒值。设V处于通态的时间为ton,此阶段电感L1上积蓄的能量为UiI1ton。当V处于断态时Ui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toff,则在此期间电感L1释放的能量为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=I1toff ton??toff toff T off Uo Ui??t Ui 上式中的≥1,输出电压高于电源电压,故称该电路为升压斩波电路。+ Ui I1 L1 G EC -UD D t +RUo - V C1 UD t UO t - 波形图图4-13升压斩波电路的原理图及波形③、升降压斩波电路升降压斩波电路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Ui经V向电感L1供电使其贮存能量,同时C1维持输出电压UO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: 电路图 Uotontoff UiUiaUi T??ton1??a ton 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 +Ui C EG V UGE t -UDL1 D +C1 - RUo UO+ t 波形图 t 电路图图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,Ui—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,Ui—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: 106 Uo?? tont UionUiaUitoffT??ton1??a 若改变导通比α0 降压,当1/2 + L1 Ui CG E - C2VD L2 C1 RUo + - ⑤、Sepic斩波电路图4-15Cuk斩波电路原理图 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,Ui—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,Ui—L1—C2—D—R回路及L2—D—R回路同时导电,此阶段Ui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: Uo?? ton toff UiUiaUi T??ton1??a ton 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 + U i 1 CG E L2 C+ V Uo - - 图4-16Sepic斩波电路原理图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Ui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:Uo+ Ui ??a C a EG UiV C+ L2 D C1 L1 RUo - 图4-17Zeta斩波电路