電力電子試驗(yàn)四直流斬波電路性能研究分析報(bào)告

1、個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)四直流斬波電路地性能研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉直流斬波電路地工作原理.(2) 熟悉各種直流斬波電路地組成及其工作特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握降壓斬波電路(Buck Chopper)和升壓斬波電路(BoostChOpper).b5E2RGbCAP(3) 了解PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路地原理及其常用地集成芯片.、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)備注1電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊.2單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載3直流斬波電路4三相可調(diào)電阻5慢掃描示波器自備6萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理(1)主電路、降壓斬波電路(Buck Chopper) 降壓斬波電路(Buck Chopper)地原理

2、圖 及工作波形如圖4-12所示.圖中V為全控型 器件，選用IGBT.D為續(xù)流二極管.由圖4-12b 中V地柵極電壓波形 Uge可知，當(dāng)V處于 通態(tài)時(shí)，電源Ui向負(fù)載供電，UD=Ui.當(dāng)V 處于斷態(tài)時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)二極管 D續(xù)流，電 壓Ud近似為零，至一個(gè)周期 T結(jié)束，再驅(qū) 動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期地過程.負(fù)載電壓地平均值為：p1EanqFDPwUo Ui 二址Ui =aUi tontoffT式中ton為V處于通態(tài)地時(shí)間，toff為V 處于斷態(tài)地時(shí)間，T為開關(guān)周期，a為導(dǎo)通 占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū?a =ton/T).由此可知，輸出到負(fù)載地電壓平均值Uo最大為Ui，若減小占空比a，貝0 Uo隨之

3、減小， 由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路.DXDiTa9E3d+ CEIGUi VD =UdC1R UoUge1t "offtt on*TUittUO+ UD(a)電路圖(b)波形圖圖4-12降壓斬波電路地原理圖及波形、升壓斬波電路(Boost Chopper)升壓斬波電路(Boost Chopper)地原理圖及工作波形如圖4-13所示電路也使用一個(gè)全控型器件V.由圖4-13b中V地柵極電壓波形Uge可知，當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源Ui向電感L1充電，充電電流基本恒定為h,同時(shí)電容C1上地電壓向負(fù)載供電，因6值很大， 基本保持輸出電壓Uo為恒值.設(shè)V處于通態(tài) 地時(shí)間為to

4、n，此階段電感L1上積蓄地能量 為Uihton.當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)Ui和L 1共同向電 容 C1充電，并向負(fù)載提供能量.設(shè)V處于斷態(tài)地時(shí)間 為toff，則在此期間電感 -釋放地能量為(UO-Ui)吐".當(dāng)電路 工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T內(nèi)電感L1積蓄地能量與釋放地 能量相等，即： RTCrpUDGiTUiI1ton=(U 0-Ui) I 1toffton tofftoffUi 二toffUi4 / 10個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)上式中地T/toff> 1,輸出電壓?jiǎn)J于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路t(b)波形圖圖4-13升壓斬波電路地原理圖及波形 、升降壓斬波電路(Boost-B

5、uck Chopper)升降壓斬波電路(Boost-Buck Chopper)地原理圖及工作波形如圖4-14所示.電路地基本工作原理是：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源UU經(jīng)向T電感ul供|使其貯存能量，同時(shí) C1維持輸出電壓UO基本恒定并向負(fù)載供電.此后，V關(guān)斷， 電感L1中貯存地能量向負(fù)載釋放.可見，負(fù)載電壓為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反.輸出電壓為： 5PCzVD7HxA若改變導(dǎo)通比a,以比電源電壓低.當(dāng)0<則輸出電壓可以比電源電壓高，也可UGEa <1/2時(shí)為降4 /1円UO個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)壓 .jLBHrnAlLgUo+(a)電路圖(b)波形圖圖4-14升降壓斬波電路

6、地原理圖及波形 、Cuk斬波電路 、Sepic斬波電路 、Zeta斬波電路(2)控制與驅(qū)動(dòng)電路控制電路以 SG3525為核心構(gòu)成，SG3525為美國(guó)SiliconGeneral公司生產(chǎn)地專用 PWM控制集成電路，它采用恒頻脈 寬調(diào)制控制方案，內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、 誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等.調(diào)節(jié)Ur地大小， 在A、B兩端可輸出兩個(gè)幅度相等、頻率相等、相位相差、 占空比可調(diào)地矩形波（即PWM信號(hào)）.它適用于各開關(guān)電源、 斬波器地控制.詳細(xì)地工作原理與性能指標(biāo)可參閱相關(guān)地資 料 .XHAQX74J0X四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）控制與驅(qū)動(dòng)電路地測(cè)試（2）兩種直流斬波器地測(cè)試五、思

7、考題（1）直流斬波電路地工作原理是什么？有哪些結(jié)構(gòu)形 式和主要元器件？（2）為什么在主電路工作時(shí)不能用示波器地雙蹤探頭 同時(shí)對(duì)兩處波形進(jìn)行觀測(cè)？（六六、實(shí)驗(yàn)方法（1）控制與驅(qū)動(dòng)電路地測(cè)試啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置電源，開啟控制 電路電源開關(guān).調(diào)節(jié)PWM脈寬調(diào)節(jié)電位器改變 Ur，用雙蹤示波器分別觀測(cè)SG3525 地第11腳與第14腳地波形，觀測(cè) 輸岀PWM信號(hào)地變化情況，LDAYtRyKfE（2）直流斬波器地測(cè)試（使用一個(gè) 探頭觀測(cè)波形）斬波電路地輸入直流電壓 Ui由三 相調(diào)壓器輸岀地單相交流電經(jīng)掛箱上 地單相橋式整流及電容濾波后得到接 通交流電源，觀測(cè)Ui波形，記錄其平 均值(注：本裝置限定直流輸出最大值

8、為50V，輸入交流電壓地大小由調(diào)壓 器調(diào)節(jié)輸岀).zzz6zB2Ltk 按下列實(shí)驗(yàn)步驟依次對(duì)三種典型地直 流斬波電路進(jìn)行測(cè)試.(1)切斷電源，根據(jù)設(shè)備上地主電路 圖，利用面板上地元器件連接好相應(yīng)地 斬波實(shí)驗(yàn)線路，并接上電阻負(fù)載，負(fù)載電流最大值限制在 200mA以內(nèi).(圖中 地R負(fù)載用三相可調(diào)電阻，將 兩個(gè)900 Q接成串聯(lián)形式.)將控制與驅(qū)動(dòng)電路地 輸出“V-G”、“V-E”分別接至V地G和E端. dvzfvkwMIl(2) 檢查接線正確，尤其是電解電容 地極性是否接反 后，接通主電路和控制 電路地電源.(3) 用示波器觀測(cè)PWM信號(hào)地波 形、Uge地電壓波形、UcE地電壓波形及 輸出電壓Uo

9、和二極管兩端電壓Ud地波形，注意各波形間地相位關(guān)系jqynMZNX整理各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制各直流斬波電路地Ui/Uo- a曲線，并作比較與分析 討論、分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)地各種現(xiàn)象.八、注意事項(xiàng)(1) 在主電路通電后，不能用示波器地兩個(gè)探頭同時(shí)觀測(cè)主電路元器件之間地波形，否則會(huì)造成短路.(2) 用示波器兩探頭同時(shí)觀測(cè)兩處波形時(shí)，要注意共地問題，否則會(huì)造成短路，在觀測(cè)高壓時(shí)應(yīng)衰減10倍，在做直流斬波器測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好使用一個(gè)探頭 .SixE2yXPq5Uo=f( a )地關(guān)系曲線.(4)調(diào)節(jié)PWM脈寬調(diào)節(jié)電位器改變 Ur，觀測(cè)在不同占空比(a )時(shí)，記錄Ui、 Uo和a地?cái)?shù)值于下表中，從而畫出Ur(V)1

10、.41.61.82.02.22.42.5占空比a(%)Ui(V)Uo(V)EmxvxOtOco七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理.版權(quán)為個(gè)人所有This articlein eludes someparts, in cludi ng text, pictures,and desig n. Copyright is pers onal own ership.6ewMyirQFL用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利.除此以外，將本文任

11、何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人地書面 許可，并支付報(bào)酬.kavU42VRUsUsers may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws,

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