直流升压斩波电路课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书直流升压斩波电路设计

学院：电气与信息工程学院

学生姓名：凌昇

指导教师：董恒职称/学位硕士

专业：电气工程及其自动化

班级：电气本1201

学号：1230120148

完成时间：2015年6月

绪论............................................................ - 1 - 1 直流升压斩波电路的设计思想.................................... - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理...................................... - 3 -

1.2参数计算.................................................. - 4 -

2 直流升压斩波电路驱动电路设计.................................. - 5 - 3直流升压斩波电路保护电路设计.................................. - 6 - 3.1过电流保护电路............................................ - 6 -

3.2过电压保护电路............................................ - 6 -

4 直流升压斩波电路总电路的设计.................................. - 8 -

5 直流升压斩波电路仿真.......................................... - 9 - 5.1仿真模型的选择............................................ - 9 - 5.2仿真结果及分析............................................ - 9 - 致谢............................................... 错误！未定义书签。参考文献....................................................... - 12 - 附录：元件清单................................................. - 13 -

直流升压电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。

早期的直流装换电路，电路复杂、功率损耗、体积大，使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小，便于集成；功率损耗少，符合当今社会生产的要求；所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。

本设计基于《电力电子技术》课程，充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路，实现直流升压。

IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules) 。在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能。M57962L是一种高速驱动电路，驱动信号延时tPLH 和tPHL最大为1.50μs。可以驱动600V/400V 级的IGBT模块。M57962L工作程序:当电源接通后，首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路， IGBT 的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断IGBT的栅极驱动信号，同时在“8”脚输出低电平“过载/短路”指示信号。lGBT正常时，输入信号经光

电耦合接口电路，再经驱动级功率放大后驱动IGBT。

M57962L采用双电源+ Vcc和VEE ，原理结构图如图1所示。电路组成： (1) 放大隔离电路； (2) 定时复位电路；(3) 过流检测电路； (4) 过流输出电路。

图1 M57962L原理机结构图

1 直流升压斩波电路的设计思想

1.1直流升压斩波电路原理

直流升压变流器用于需要提升直流电压的场合，其原理图如图2所示。

在电路中V 导通时，电流由E 经

升压电感L 和V 形成回路，电感

L 储能；当V 关断时，电感产生

的反电动势和直流电源电压方向

相同互相叠加，从而在负载侧得到 图2 直流升压斩波电路原理图

高于电源的电压，二极管的作用是阻断V 导通是，电容的放电回路。调节开关器件V 的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。

假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为1I ，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压0u 为恒值,记为0U 。设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为E 1I on t 。

V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为：

off t 10E)I -(U （1）

稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等

off on t I E U t 101)(EI -= （2）

化简得：

E t T E t t off

off off

on =+=t U 0 （3） 上式中1t T off ≥，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。

off t T

——升压比，调节其即可改变0U 。将升压比的倒数记作β，即T off t =β。和导通占空比，有如下关系： 1=+βα （4）

因此，式（1-2）可表示为：

E -11E 1U 0αβ==

（5）

升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因:一是L 储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C 可将输出电压保持住。在以上分析中，认为V 处于通态期间因电容C 的作用使得输出电压Uo 不变，但实际上C 值不可能为无穷大，在此阶段其向负载放电，U 。必然会有所下降，故实际输出电压会略低于理论所得结果，不过，在电容C 值足够大时，误差很小，基本可以忽略。

1.2参数计算

由直流斩波电路的原理可知

E t T E t t off

off off

on =+=t U 0 （6） 又输入电压为输入直流电压范围：24V~60V ，要求输出直流电压：340V 。所以只要根据输入的电压控制全控晶闸管IGBT 关断的时间和开通的时间比就可，即升压比就可得到所需电压。由计算得：

17

3856≤≤β （7） 又因为要求输出功率P=100W, 0U =340V

P R

U 2

0= （8） 得： R=Ω1156 （9）

2 直流升压斩波电路驱动电路设计

升压电路所用全控型晶闸管IGBT 是电压型驱动器件。IGBT 的栅射极之间有数千皮法左右的极间电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路具有较小的输出电阻使IGBT 开通的栅射极间的驱动电压一般取15—20V 。同样，关断时施加一定幅值的负驱动电压（-5—-15V ）有利于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入一只低值电阻可以减小寄生振荡。

IGBT 的驱动多采用专用的混合驱动集成驱动器，本次采用M57962L 驱动器。如图3驱动电路图所示。又由产品信息知M57962L 驱动器内部具有退饱和和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT ，并向外部电路发出故障信号。 4700

100μF

100μF

3.1

M57962L 30V 8

1

5

46-10V +15V +5V u i 14

13

图3直流升压斩波驱动电路

3 直流升压斩波电路保护电路设计

3.1过电流保护电路

电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。过电流分为过载和短路两种情况。通常采用的保护措施有：快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器。一般电力电子装置均同时采用集中过流保护措施，以提高保护的可靠性和合理性。

综合本次设计电路的特点，采用快速熔断器，即给晶闸管串联一个保险丝实施电流保护。如图4电流保护电路所示。

图4直流升压斩波电路过流保护电路

对于所选的保险丝，遵从t2I值小于晶闸管的允许t2I值。

3.2过电压保护电路

电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因。本设计主要用于室内，为了使用方便不考虑来自雷击的威胁。

操作过电压是由分闸、合闸的开关操作引起的过电压，电网侧的操作过电压会由供电变压器磁感应耦合，或由变压器绕组之间存在的分布电容静感应耦合过来。

内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括：换相过电压，关断过电压。

根据以上产生过电压的的各种原因，设计相应的保护电路。如图5过压保护电路所示。其中：图中是利用一个电阻加电容进行电压抑制，当电压过高时，保护电路中的电容会阻碍其电压的上升，从而使得电力电子器件IGBT管因电压的的过高厄尔损坏。

图5中的电阻可以是1KΩ左右的电阻，而电容的值可以为100μF左右，这样形成一个保护电路。

图5直流斩波电路过电压保护电路

4 直流升压斩波电路总电路的设计

如图6总电路设计图所示。电路由升压电路，驱动模块、保护模块、缓冲电路组成。 C2C3

VD1M57962L

VW38

1

546

-10V +15V NO +5V u i

1413V

R1L

R C VD 电压输入

VW1VW2R1R2

C1

图6直流升压斩波电路总电路

由M57862L 芯片为核心构成的驱动电路，控制IGBT 的导通和关断时间，从而控制电路的升压比β，使其达到：

17

3856≤≤β （10） 进而使输出电压达到目的值。

升压电路时整个电路的核心，由一个IGBT 和电容、电感值都很大的电容电感各一个。R 为输出负载，电压由此输出。因为输出功率是一定的100W ，从而R 为定值1156Ω。其中保护电路包括过电压保护和过电流保护。

5 直流升压斩波电路仿真

5.1仿真模型的选择

在本次的设计中，采用了Psim软件作为仿真工具来进行电路的模拟。首先画出电路的结构图如下所示：

图7直流升压斩波电路仿真电路模拟图

由上图中我们可以看到，在电路中，在IGBT的两端加了脉冲触发电压，控制开关的关断，以便得到升压的电压。

5.2仿真结果及分析

在仿真过程中，我将取输入的直流电压为U

d

=24~60V之间的任意值，将电

感值取的尽可能的大，即L=500H，电阻值R=1000K，控制脉冲电压U

GE

的占空比

大小，即从示波器上观察输出电压U

o

大小，示波器上红线表示输出直流电压，蓝线表示输入电压，而橙色表示输出电流大小。

（1）当占空比为α=0.93，U

d =24V是，得到输出直流电压U

o

=343.5V。

图8直流电压输出波形1

（2） 当占空比为α=0.90，U d =35V 是，得到输出直流电压U o =340.5V 。

图9直流电压输出波形2

（3） 当占空比为α=0.87，U d =45V 是，得到输出直流电压U o =344.2V 。

图10直流电压输出波形3

从上面的直流输出电压图中我们可以看出来，本次设计是成功的，理论与实际是相符的，我们得到了340V 的输出电压。

致谢

经过一个多星期的努力，本次课程设计总算顺利结束。可能还有很多不足的地方，这还请老师指出教导。

本次课程设计的内容囊括了本学期所学《电力电子技术》的大部分内容，还用到了以前所学的电路、模电的知识。在设计的过程中我遇到了诸多问题，这主要是自己所学知识的不牢固和欠缺造成的。通过再次认真翻看课本，查阅资料，向老师和同学请教终于把一个又一个的问题解决掉。通过这次课程设计我不仅进一步巩固了这门课程的知识还通过亲自操作，熟悉了Visio等相关软件的使用方法，这为以后的学习工作提供了便利。

通过这次设计，我还发现课本上的理论知识和实践还是有一定的差别，理论知识要应用到实践中要经过仔细地思考和多次尝试，只有这要才能达到理论联系实践的效果。如果不是通过课程设计，我们的知识面可能一直停留在理论的层面。

最后我要感谢那些给予我帮助的老师和同学们，没有他们的耐心帮助，本次课程设计将很难完成。

参考文献

［1］王兆安主编.电力电子技术［Ｍ］.第四版.北京：机械工业出版社

［2］叶斌主编.电力电子应用技术［Ｍ］.北京：清华大学出版社，2006 ［3］张兴主编.PWM整流器及其控制［Ｍ］.北京：机械工业出版社，2003 ［4］郝万新主编.电力电子技术.化学工业出版社, 2002

［5］孟志强主编.电力电子技术.晶闸管中频感应逆变电源的附加振荡启动方法, 2003.6

［6］吕宏主编.电力电子技术.感应加热电源的PWM-PFM控制方法, 2003.1 ［7］林飞主编.电力电子应用技术的MATLAB仿真［Ｍ］.北京：中国电力出版社

［8］陈国呈主编.PWM逆变技术及应用［Ｍ］.北京：中国电力出版社，2007 ［9］李维波主编.MATLAB在电气工程中的应用［Ｍ］.北京：中国电力出版社，2007

［10］张卫平主编.开关变换器的建模与控制［Ｍ］.北京：中国电力出版社，2006

［11］黄俊,秦祖荫编.电力电子自关断器件及电路［Ｍ］.北京:机械工业出版社,1991

［12］李序葆,赵永健编.电力电子器件及其应用［Ｍ］.北京:机械工业出版社,1996

［13］刘旭主编，电力电子技术［Ｍ］.江苏：江苏教育出版社，2005

［14］王阳号主编，电力电子技术的应用［Ｍ］.北京：中国电力出版社，2006 ［15］李瑞涛主编，电力电子技术［Ｍ］.江苏：江苏教育出版社，2006

附录

元件清单

名称大小、型号数量（个）电感 1H 1

电容 100μF 2

电容 1F 2

1156各一个

电阻 1KΩ、4.7KΩ、

二极管2AP9 2

发光二极管2EF1 1

全控型晶闸管 IGBT 1

稳压二极管HZ5 2

驱动芯片 M57962L 1

开关断路开关 2

保险丝 GP032 1

反相器 1

升压斩波电路设计..

电力电子技术课程设计报告题目：升压斩波电路设计 学院： 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：

升压斩波电路设计(一) 设计任务书

（二）设计说明书 目录一matlab仿真原理 1 升压斩波电路工作原理 1.1主电路工作原理 1.2 IGBT驱动电路选择 2 仿真实验 2.1仿真模型 2.2仿真实验结果及分析 2.3仿真实验结论 2.4 最优参数选择 二硬件实验 2.1 硬件电路 2.1.1整流电路 2.1.2斩波信号产生电路 2.1.3斩波电路 2.1.4总原理图 2.1.5元器件列表 2.2 PCB印刷电路板 2.3 制造输出——final 三课程设计总结 参考文献

摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boost chopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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，最后进行了GUI编程，利用图形可视化界面的直观易懂的特点，使设计摒弃了繁琐难懂的单一波形和控制方式，从而具有友好界面，非常方便的就可进行控制参数输入，和输出图像显示。第二部分是电路板，它可以通过BluePrint、Kicad 、Protel等软件设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图，和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。 关键字升压斩波; SG3525;SIMULINK ; PWM;Protel

直流升压斩波电路课程设计

湖南工学院 课程设计说明书 课题名称：直流升压斩波电路的设计专业名称：自动化 学生班级：自本0903班 学生姓名：曾盛 学生学号： 09401040322 指导教师：桂友超

电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 （1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关资料。 （5）独立思考，刻苦专研，严禁抄袭。 （6）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 （1）明确设计任务，对所要设计地任务进行具体分析，充分了解系统性能，指标要求。 （2）制定设计方案。 （3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V，直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V，输出功率为100W。

绪论 ........................................................... - 1 - 第1章直流升压斩波电路的设计思想 .............................. - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理..................................... - 3 - 1.2参数计算................................................. - 4 - 第2章直流升压斩波电路驱动电路设计 ............................ - 5 - 第3章直流升压斩波电路保护电路设计 ............................ - 6 - 3.1过电流保护电路........................................... - 6 - 3.2过电压保护电路........................................... - 6 - 第4章直流升压斩波电路总电路的设计 ............................ - 7 - 第5章直流升压斩波电路仿真 .................................... - 8 - 5.1仿真模型的选择........................................... - 8 - 5.2仿真结果及分析........................................... - 8 - 第6章设计总结 ............................................... - 10 - 参考文献 ...................................................... - 11 - 附录：元件清单 ................................................ - 12 -

直流升压斩波电路课程设计

直流升压斩波电路课程设 计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

湖南工学院课程设计说明书课题名称：直流升压斩波电路的设计专业名称：自动化 学生班级：自本0903班 学生姓名：曾盛 学生学号： 指导教师：桂友超

电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 （1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关资料。 （5）独立思考，刻苦专研，严禁抄袭。 （6）按时完成课程设计任务，认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 （1）明确设计任务，对所要设计地任务进行具体分析，充分了解系统性能，指标要求。 （2）制定设计方案。 （3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V，直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V，输出功率为100W。

直流升压电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压电路、升降压电路、复合电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。 早期的直流装换电路，电路复杂、功率损耗、体积大，使用不方便。晶闸管的出现为这种电路的设计又提供了一种选择。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。它电路简单体积小，便于集成；功率损耗少，符合当今社会生产的要求；所以在直流转换电路中使用晶闸管是一种很好的选择。 主要元件介绍 1 IGBT介绍 本设计基于《电力电子技术》课程，充分使用全控型晶闸管IGBT设计电路，实现直流升压。 IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 2 驱动电路M57962L简介 M57962L是由日本三菱电气公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路(Hybrid Integrated Circuit For Driving IGBT Modules) 。在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能。M57962L是一种高速驱动电路，驱动信号延时tPLH 和tPHL最大为μs。可以驱动600V/400V 级的IGBT模块。M57962L工作程序:当电源接通后，首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路， IGBT 的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断

湖南工程学院2014直流降压斩波电路课程设计

湖南工程学院应用技术学院课程设计 课程名称电力电子技术 课题名称DC-DC变换电路分析 专业电气工程 班级 学号 姓名 指导教师李祥来 2014 年月日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称：电力电子技术 题目：DC-DC变换电路分析 专业班级：电气1184 学生姓名： 学号： 指导老师： 审批： 任务书下达日期2014年月日 设计完成日期2014年月日

前言 直流-直流变流电路（DC-DC Converter）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，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路，直接直流变流电路也称斩波电路（DC Chopper）,它的功能是将直流电变为另一固定电压或者可调电压的直流电，一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此，也称为带隔离的直流-直流变流电路或直-交-直电路。习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况，且甚至更多地指后一种情况。 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，其中前两种是最基本的电路。一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。 降压斩波电路（Buck Chopper）的设计与分析是接下来课程设计的主要任务。。

目录 一．降压斩波电路 (7) 1.1 降压斩波原理： (7) 1.2 工作原理 (8) 1.3 IGBT结构及原理 (8) 二．直流斩波电路的建模与仿真 (11) 2.1IGBT驱动电路的设计.................................... 错误！未定义书签。 2.2电路各元件的参数设定................................ 错误！未定义书签。 2.3元件型号选择 ............................................... 错误！未定义书签。 2.4仿真软件介绍 ............................................... 错误！未定义书签。 2.5仿真电路及其仿真结果................................ 错误！未定义书签。 2.6仿真结果分析 ............................................... 错误！未定义书签。三．课设体会与总结. (19) 四．附录（完整电路图） (19) 五．参考文献 (19) 六．课程设计成绩表 (19)

升压斩波电路设计

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称电力电子技术 题目升压斩波电源设计 专业班级电气工及其自动化 学生姓名王振林学号 0505 指导老师颜渐德 审批谢卫才 任务书下达日期 2010 年 5 月 17 日设计完成日期 2010 年 5 月 28 日

摘要 本设计是基于SG3525芯片为核心控制的PWM升压斩波电路（Boost chopper）.设计由Matlab仿真和Protel两大部分构成。 Matlab主要是理论分析，借助其强大的数学计算和仿真功能可也很直观的看到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。第二部分是电路板，它可以通过Protel设计完成，其中Protel原理图设计系统以其分层次的设计环境，强大的元件及元件库的组织功能，方便易用的连线工具，强大的编辑功能设计检验，与印制电路板设计系统的紧密连接，自定义原理图模板高质量的输出等等优点，和丰富的设计法则，易用的编辑环境，轻松的交互性手动布线，简便的封装形式的编辑及组织，高智能的基于形状的自定布线功能，万无一失的设计检验等印制电路板设计系统的优点，使其在我们学生选用PCB电路板设计软件中占了绝大部分比重。本设计也采用Protel设计原理图，和进行PCB板布线。它是本设计从理论到实际制作的必进途径，通过设定相应的规则，足以满足设计所要求的规定。 引言 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路 . 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT 在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。但以

升压斩波电路课程设计报告Word版

《电力电子技术课程设计》报告 设计题目：升压斩波电路的设计 英文题目：The Design of Boost Chopper 院系：电气工程与自动化 年级专业： 2011级电气工程及其自动化 姓名：） ） ） 2014年6月30日 目录 目录 (2) 1. 设计的题目 (3)

1.1引言 (3) 1.2升压斩波电路的应用 (4) 2.设计的任务： (4) 2.1 课程设计要求 (4) 2.2Boost电路技术参数及要求 (4) 3.设计的依据： (5) 3.1总体构思依据 (5) 3.2理论计算依据 (5) 4.设计的内容： (6) 4.1主电路的选择与计算过程 (6) 4.1.1直流斩波电路由直流电源、MOSFET、电感、电容、续流二极管以及负载组 成。具体原理电路图如下： (6) 4.1.2主电路的理论计算： (6) 4.1.3主电路的仿真 (7) 4.1.4主电路的仿真输出波形 (8) 4.2控制电路的选型与计算过程 (8) 4.2.1NE555的引脚图及引脚 (8) 4.2.2 NE555工作原理 (9) 4.2.3控制电路原理图 (9) 4.2.4控制电路理论计算过程 (10) 4.2.5控制电路的仿真与波形输出 (10) 4.3带tlp250光耦合器的驱动电路的选型 (11) 4.3.1 tlp250引脚图及引脚 (11) 4.3.2采用tlp250的原理 (11) 4.4绘制原理图和PCB (12) 4.4.1主电路原理图 (12) 4.4.2主电路PCB图 (13) 4.4.3 555电路图 (13) 4.4.4 光耦tlp250原理图 (13)

电力电子降压斩波电路课程设计

电力电子降压斩波电路课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书 直流降压斩波电路的设计与仿真 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名：刘贝贝 指导教师：胡小娣职称助教 专业：电气工程及其自动化 班级：电气本1305 学号： 完成时间： 6月

湖南工学院《电力电子技术》课程设计课题任务书 学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化

摘要 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC 变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路. 直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 关键字：直流斩波，降压斩波

ABSTRACT DC chopper as DC into another fixed voltage DC voltage or adjustable in DC converter, and DC - regenerative power transmission system, charging circuit, switch power, power electronics device and all sorts of electrical equipment transformation in ordinary application. Then appeared such as step-down chopper, booster chopper, lift pressure chopper composite chopper, etc.. the commutation circuit DC chopper technology has been widely used in switching power supply and DC driver, make its smooth acceleration control, and obtain the fast response, managing electric energy effect. All-controlling power electronics device IGBT in traction power transmission and transformation of power transmission and active filter etc widely application. Keywords: DC chopping; Buck chopper

直流斩波电路建模仿真

目录 一、降压式直流斩波电路（Buck） (1) 1 原理图 (1) 2 建立仿真模型 (1) 3 仿真波形 (5) 4 小结 (6) 二、升压式直流斩波电路（Boost） (7) 1 原理图 (7) 2建立仿真模型 (7) 3 仿真波形 (8) 4 小结 (9)

一、 降压式直流斩波电路（Buck ） 1 原理图 在控制开关IGBT 导通t on 期间，二极管VD 反偏，电源E 通过电感L 向负载R 供电，此间i L 增加，电感L 的储能也增加，导致在电感两端有一个正向电压Ul=E-u 0，左正右负，这个电压引起电感电流i L 的线性增加。 在控制开关IGBT 关断t off 期间，电感产生感应电势，左负右正，使续流二极管VD 导通，电流i L 经二极管VD 续流，u L =-u 0，电感L 向负载R 供电，电感的储能逐步消耗在R 上，电流i L 线性下降，如此周而复始周期变化。如图1-1。 + -U0E 图1 -1降压式直流斩波电路的电路原理图 2 建立仿真模型 根据原理图用MATLAB 软件画出正确的仿真电路图，如图2。

图1-2降压式直流斩波电路的MATLAB仿真模型 仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0.0结束时间2.0如图1-3。 图1-3 仿真时间参数 电源参数，电压100v，如图1-4。

图1-4 交流电源参数晶闸管参数，如图1-5。 图1-5 晶闸管参数电感参数，如图1-6。 图1-6 电感参数电阻参数，如图1-7。

图1-7 电阻参数二极管参数设置，如图1-8。 图1-8 二极管参数电容参数设置，如图1-9。 图1-9 电容参数

升压式直流斩波电路

升压式直流斩波电路 1.电路的结构与工作原理 1.1电路结构 U L R U0 +- + - 图1 升压式直流斩波电路的电路原理图 1.2 工作原理 假设电路输出端的滤波电容器足够大，以保证输出电压恒定，电感L 的值也很大。 1）当控制开关VT 导通时，电源E 向串联在回路中的电感L 充电储能，电感电压u L 左证右负；而负载电压u 0上正下负，此时在R 于L 之间的续流二极管VD 被反偏，VD 截止。由于电感L 的横流作用，此充电电流基本为恒定值I1.另外，VD 截止时C 向负载R 放电，由于正常工作C 已经被充电，且C 容量很大，所以负载电压基本保持为一恒定值，记为u 0。假设VT 的导通时间为t on ，则此阶段电感L 上的储能可以表示为EI 1t on 2)在控制开关VT 关断时，储能电感L 两端电势极性变成左负右正，续流二极管VD 转为正偏，储能电感L 与电源E 叠加共同向电容C 充电，向负载R 提供能量。如果VT 的关断时间为t off ，则此段时间内电感L 释放的能量可以表示为（U 0-E ）I 1t off 。 1.3基本数量关系 a.一个周期内灯光L 储存的能量与释放的能量相等： 即 b.输出电流平均值 11()on o off EI t U E I t =-E t T E t t t U off off off on o =+=

2.建模 在MA TLAB 新建一个Model ，命名为jiangya ，同时模型建立如下图所示： 图 1 升压式直流斩波电路的MATLAB 仿真模型 2.1模型参数设置 a 电源参数，电压100v ： b.同步脉冲信号发生器参数 振幅1V ，周期0.001，占空比20% R E R U I β1o o ==

直流斩波电路课设资料

电力电子技术课程设计说明书直流降压斩波电路的设计 院、部： 学生姓名： 指导教师：职称 专业： 班级： 完成时间：

摘要 直流降压斩波电路又称为Buck变换器，它对输入电压进行降压变换。通过控制电路的占空比即通过IGBT来控制降压斩波电路的输出电压。直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 首先分析了直流斩波主电路（即Buck变换器）的工作原理，计算了电路的电压电流和IGBT承受的正反向电压，按照留有裕量的选型原则，选择了IRG4PC40U型号的IGBT，并对其参数进行了介绍。利用PWM控制芯片SG3525作为触发电路的核心部件，最后利用MATLAB建立了仿真模型，设置了模型的参数，并进行了仿真。仿真结果证明了设计的正确性。 关键字：设计；仿真；直流降压斩波；Buck

目录 1 绪论 (1) 1.1 设计的背景与意义 (1) 1.2 直流斩波发展现状 (1) 1.3 本设计主要内容 (2) 2 直流斩波主电路的设计 (3) 2.1 设计原始参数 (3) 2.2 直流斩波电路原理 (3) 2.3 主电路的设计 (4) 2.3.1 直流降压斩波电路 (4) 2.3.2 直流降压斩波电路参数计算 (4) 2.3.3 主电路参数分析 (5) 3 控制电路设计 (7) 3.1 PWM控制芯片SG3525简介及特点 (7) 3.2 SG3525内部结构及工作特性 (7) 3.3 触发电路 (9) 4 仿真调试 (10) 4.1 仿真软件的介绍 (10) 4.2 仿真模型建立 (10) 4.3 仿真结果分析 (12) 结束语 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 附录 (18) 附录A：元件清单 (18) 附录B：主电路CAD图 (19)

boost斩波电路 升压斩波电路 电力电子技术课程设计

电力电子技术课程设计 任务书 课程名称：直流斩波电路的性能研究 学院：电气学院 专业班级：自动化10班 姓名：吴学号：31100800 张31100800 冯31100800 2013年1月

目录 摘要 ............................................................................................................................................. - 1 - 1 BOOST斩波电路工作原理.................................................................................................. - 2 - 1.1 主电路工作原理...................................................................................................... - 2 - 1.2 控制电路选择.......................................................................................................... - 2 - 2 硬件调试 ................................................................................................................................. - 4 - 2.1 电源电路设计.......................................................................................................... - 4 - 2.2 升压（boost）斩波电路主电路设计 ..................................................................... - 5 - 2.3 控制电路设计.......................................................................................................... - 6 - 2.4 驱动电路设计........................................................................................................ - 10 - 2.5 保护电路设计........................................................................................................ - 11 - 2.5.1 过压保护电路............................................................................................ - 11 - 2.5.2 过流保护电路............................................................................................ - 13 - 2.6 直流升压斩波电路总电路.................................................................................... - 13 - 3总结 ........................................................................................................................................ - 15 - 4参考文献 ................................................................................................................................ - 16 -

第3章直流斩波电路答案

第3章直流斩波电路 填空题： 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。 斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续， ________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。

简答题： 11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标 明 电 流 方 向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，

直流升压斩波电路课程设计

《电力电子技术》课程设计说明书直流升压斩波电路设计 学院：电气与信息工程学院 学生姓名：凌昇 指导教师：董恒职称/学位硕士 专业：电气工程及其自动化 班级：电气本1201 学号：1230120148 完成时间：2015年6月

绪论............................................................ - 1 - 1 直流升压斩波电路的设计思想.................................... - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理...................................... - 3 - 1.2参数计算.................................................. - 4 - 2 直流升压斩波电路驱动电路设计.................................. - 5 - 3直流升压斩波电路保护电路设计.................................. - 6 - 3.1过电流保护电路............................................ - 6 - 3.2过电压保护电路............................................ - 6 - 4 直流升压斩波电路总电路的设计.................................. - 8 - 5 直流升压斩波电路仿真.......................................... - 9 - 5.1仿真模型的选择............................................ - 9 - 5.2仿真结果及分析............................................ - 9 - 致谢............................................... 错误！未定义书签。参考文献....................................................... - 12 - 附录：元件清单................................................. - 13 -

直流斩波电路设计与仿真

电力电子技术课程设计报告 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 专业： 设计时间：

目录 1．降压斩波电路 (6) 一．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 二．D c／D C变换器的设计 (18) 三．测试结果 (19) 四．直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五．课设体会与总结 (30) 六．参考文献 (31) 摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC／DC变换器的设计与实现，具体地分析

了该DC ／DC 变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC ／DC 变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果 关键词：DC ／DC 变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM ；直流脉宽调速 一．降压斩波电路 降压斩波原理： R E U I E E T t t t E t U M on off on on -===+= 000α 式中on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通 占空比，简称占空比火导通比。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，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on t 不变，称为PWM 。 2） 3） on t c)i E M

工作原理 1）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 2）t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析 从能量传递关系出发进行的推导

直流斩波电路设计 毕业设计

电力电子课程设计直流斩波电路的设计 系、部：电气与信息工程学院学生姓名： 指导教师：职称教授专业：自动化 班级： 完成时间：201*年5月28日

摘要 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，不包括直流-交流-直流的情况。 习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。 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，其中前两种是最基本的电路。一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。 利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。 直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。全控型器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar,IGBT）综合了电力晶体管（Giant Transistor,GTR）和电力场效应管（Power Field Effect,MOSFET）的优点，具有良好的特性。目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。 本课程设计使用全控型器件IGBT做降压斩波电路控制器件；SG3525作为控制芯片，EXB841作为驱动芯片讨论降压斩波主电路、控制电路、驱动电路和保护电路的原理与设计。 关键词：IGBT；降压斩波电路；SG3525；EXB841

直流斩波电路课程设计

课程设计说明书 题目名称：直流斩波电路的设计 系部：电力工程系 专业班级：新能源13-1 学生姓名：谢程程 学号：2013231292 指导教师：张海丽 完成日期：2015.6.13

新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目直流斩波电路的设计 系部__电力工程系_____ 专业班级新能源13-1 学生姓名__谢程程_________ 学生学号2013231292 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日

（此页背书） 评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

新疆工程学院 电力工程系(部)课程设计任务书 2014/2015学年第二学期2015年 6 月15日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）

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。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； 本文主要介绍的是直流斩波电路的设计，通过对直流源，控制电路，驱动电路和保护电路的设计完成整个直流斩波电路的设计。通过示波器很直观的看到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，利用自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。硬件电路设计，它通过Protel等软件设计完成。 关键词：直流斩波控制驱动保护

目录 摘要 1 直流斩波主电路的设计............................ 错误!未定义书签。 1.1 电力电子技术介绍............................ 错误!未定义书签。 1.1.1 电力电子技术的内容..................... 错误!未定义书签。 1.1.2 电力电子技术的发展................. 错误!未定义书签。 1.1.3 电力电子技术的重要作用............... 错误!未定义书签。 1.1.4 电力电子技术课程的学习要求 (2) 1.2 直流斩波电路介绍............................ 错误!未定义书签。 1.3 直流斩波电路原理............................ 错误!未定义书签。 1.3.1 直流降压斩波电路....................... 错误!未定义书签。 1.3.2 降压斩波电路实验室验证 (7) 1.3.3 直流升压斩波电路 (9) 1.4 主电路的设计................................ 错误!未定义书签。 1.4.1 课程设计的目的......................... 错误!未定义书签。 1.4.2 课程设计的任务与要求................... 错误!未定义书签。 1.4.3 设计方案选定与说明..................... 错误!未定义书签。 2 触发电路设计...................................... 错误!未定义书签。 2.1控制及驱动电路设计........................... 错误!未定义书签。 2.1.1 PWM控制芯片SG3525简介................ 错误!未定义书签。 2.1.2 SG3525内部结构及工作特性............ 错误!未定义书签。 2.1.3 SG3525的工作原理...................... 错误!未定义书签。 2.1.4 控制电路工作原理....................... 错误!未定义书签。 2.2 驱动电路的设计.............................. 错误!未定义书签。 2.3 保护电路的原理与设计 (18) 2.3.1 过电压保护 (18) 2.3.2 过电流保护 (19) 2.4触发电路 (19) 2.5系统总电路................................... 错误!未定义书签。 3 电路仿真.......................................... 错误!未定义书签。 3.1 触发电路的仿真.............................. 错误!未定义书签。 3.1.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。 3.1.2 触发电路的仿真结果及分析............... 错误!未定义书签。 3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................ 错误!未定义书签。 3.2.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。

直流升压斩波电路..

安阳师范学院课程实践报告书 电力电子课程实践 ——直流升压斩波电路 作者 系（院）物理与电气工程学院 专业电气工程及其自动化（专升本）年级 2014级 学号 指导教师 日期 2014

摘要 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路.直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 关键词：直流；升压斩波；IGBT

目录 摘要 (1) 1 升压斩波电路 (3) 1.1 升压斩波电路的基本原理 (3) 1.2 斩波电路的控制方式 (4) 2.升压斩波电路的典型应用 (5) 3 结果分析 (9) 4 小结 (10) 参考文献 (11)

1 升压斩波电路 1.1 升压斩波电路的基本原理 升压斩波电路（Boost Chopper）的原理及工作波形如图1-1所示。该电路中也是一个全控型器件。 图1-1直流升压斩波电路原理图 首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大，当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I 1 ，同时电容C上的电压向负载R 供电，因C值很大，基本保持输出电压u o 为恒定值。记为U 。设V处于通态的 时间为t on ,此阶段电感L上积蓄的能量为EI 1 t on 。当V处于断态时，电源E和电 感L同时向电容C充电并向负载提供能量。设V处于断态的时间为t off , 则此期间电感L释放能量为:(U -E)I 1 t off 。当电路工作与稳态时，一个周期T中电感L积蓄能量与释放能量相等，即 EI 1 t on =(U -E)I 1 t off (1-1) 化简得