升压直流斩波电路
《电力电子技术》课程设计说明书升压直流斩波电路设计
院、部：电气与信息工程学院
学生姓名：
指导教师：职称
专业：电气工程及其自动化
班级：
完成时间：
电力电子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专业
电力电子电路的基本作用是进行电能的变换与控制，即将一定形式的输
入点能变换成另外一种形式的电能输出，从而满足不同负载的要求。电能的
形式可以分为交流和直流两种类型，因此根据输入、输出的不同形式，可将
电力电子电路分为四大类型，即AC-DC变换器、DC-AC变换器、DC-DC变换器、AC-AC变换器。该设计将主要介绍其中的DC-DC变换器。
随着半导体工业的发展，DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直
流电压，也称为直流斩波。目前直流变换电路的用途非常广泛，无论是从性能、功率还是节能性上，都处于不断地发展之中。其中升压直流斩波电路是输出电
压高于电源电压的一种斩波电路，主要运用于直流电动机传动、单相功率因数
校正以及交直流电源中。该设计中，运用了单相桥式全控整流电路和升压斩波
电路结合，从而实现升压直流斩波。
通过方案选定，电路构造以及电路调试，最终基本实现升压直流斩波电路
功能。由于知识浅薄，该课程设计说明书里还存在不少纰漏和错误，殷切希望
老师和同学们的批评指正。
关键词：直流；斩波；升压
1 绪论 (1)
1.1 电力电子技术的介绍 (1)
1.2 电力电子技术的应用 (1)
1.3 直流直流变流技术 (2)
1.4 设计要求 (2)
2 系统总体方案设计 (2)
2.1 总体电路设计框图 (2)
2.2 整流电路选择 (2)
3 主电路设计 (5)
3.1 整流电路 (5)
3.1.1 整流电路图及工作波形 (5)
3.1.2 整流电路工作原理 (6)
3.2 升压斩波电路 (6)
3.2.1 升压斩波电路及工作波形 (6)
3.2.2 升压斩波电路工作原理 (7)
3.3 元器件参数及选型 (7)
3.3.1 晶闸管的选型 (7)
3.3.2 绝缘栅双极晶体管（IGBT）选型 (9)
4 控制电路及驱动电路 (11)
4.1 控制电路 (11)
4.1.1 SG3525控制芯片介绍 (11)
4.1.2 SG3525外部引脚功能 (12)
4.2 驱动电路 (13)
4.3 控制和驱动电路原理图 (13)
5 保护电路设计 (15)
5.1 过电流保护 (15)
5.2 过电压保护 (15)
6 仿真电路图及结果 (16)
6.1 MATLAB仿真软件 (16)
6.2 整流电路仿真及部分参数设置 (16)
6.2.1 整流电路仿真模型 (16)
6.2.2 部分参数设置 (17)
6.3 升压斩波电路仿真模型 (19)
6.4 总电路仿真模型 (19)
6.5 仿真波形及波形分析 (20)
7 设计总结 (21)
参考文献 (22)
致谢 (23)
附录 (24)
附录A 升压直流斩波总电路图 (24)
附录B 元件清单 (25)
1 绪论
1.1 电力电子技术的介绍
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W .Newell用一个倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
1.2 电力电子技术的应用
电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种
电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作
电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成直流电源供电，可以说
有电源的地方就有电力电子技术的设备。
1.3 直流直流变流技术
直流-直流变流电路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，它的功能是将直流电变成为另一固定电压或可调电压的直流电，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。直流斩波电路的种类较多，包括六种基本斩波电路：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。
直流斩波器在把直流变换成另一电压直流的过程中，依靠的是脉冲宽度调
制(PWM)的工作方式，因此直流斩波调速系统也称直流脉宽调速系统。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）两种。前者较为通用，后者容易产生干扰。当今世界软开关技术使得DC/DC变换器发生了质得变化和飞跃。
经济性能：直流电动机V—M调速系统使用的电源是三相交流电源，但是在许多应用场合的电源却是直流电源，例采用直流电网供电的城市公交车(电车)、地铁，由蓄电池供电的电动汽车、电瓶车等，在这种应用场合使用的直流调速系统则必须采用DC／DC变换器，即在这种应用场合不能使用V—M调速系统，
而应使用直流斩波调速系统。
1.4 设计要求
电路中要求：交流电源为单相220V，前级整流输出电压限制在50V以内，斩波电路所带负载为纯电阻负载，斩波电路输出电流最大值为2A，输出直流电压
在50～100V可调。
2 系统总体方案设计
该设计中，升压直流斩波电路有前级整流电路和升压斩波主电路构成。下面将就前级整流电路的选择进行说明。
2.1 总体电路设计框图
图1 系统设计框图
交流输入、直流输出的开关电源将交流电转换为直流电，再通过升压斩波电路输出直流可调电压，其基本的变换过程如图1所示。
2.2 整流电路选择
单相整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，整流的结构也较多。因此在做设计之前主要考虑了以下几种方案：
方案一：单相桥式半控整流电路
电路简图如图2所示。
图2 单相桥式半控整流电路
图2电路中，对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制
器件，用二极管代替，有利于降低损耗。如果不加续流二极管，当α突然增大
至180°或触发冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗
在负载电阻上，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud
成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期为ud为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。所以必须加续流二
极管，以免发生失控现象。
方案二：单相桥式全控整流电路
电路简图如图3所示。
图3 单相桥式全控整流电路
图3电路中，对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控
现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存
在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高。
方案三：单相半波可控整流电路
电路简图如图4所示。
图4 单相半波可控整流电路
图4电路中，只需要一个可控器件，电路比较简单，VT的a移相范围为180。但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的容量。实际上很少应用此电路。
方案四：单相全波可控整流电路
电路简图如图5所示。
图5 单相全波可控整流电路
图5电路中，变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。相同的负载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
在以上不同单相整流电路中，单相桥式全控整流电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高，因此，在整流电路选择单相桥式全控整流电路, 即采用方案二。
3 主电路设计
主电路由前级整流电路与升压斩波电路构成，下面就整流电路与升压斩波电路进行说明。
3.1 整流电路
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠晶闸管的单向导电作用，因此晶闸管是构成整流电路的关键元件。 3.1.1 整流电路图及工作波形
该电路中电源变压器的作用是将交流电网电压1V 变成整流电路要求的交流电压t V V ωsin 222=
，电阻R 是要求直流供电的负载电阻，四只晶闸管接成电桥
的形式，故有桥式整流电路之称。前级整流电路图如图6所示，工作波形图如图7 所示。
图6 单相桥式全控整流电路图
图7 单相桥式全控整流电路工作波形图
3.1.2 整流电路工作原理
在电源电压正半周期间，VT1、VT2承受正向电压，若在时触发，VT1、VT2导通，电流经VT1、负载、VT2和T 二次侧形成回路，但由于大电感的存在，过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT2继续导通，直到VT3、VT4被触发导通时，VT1、VT2承受反相电压而截止。输出电压的波形出现了负值部分。
在电源电压负半周期间，晶闸管VT3、VT4承受正向电压，同时触发VT3、VT4导通，VT1、VT2受反相电压截止，负载电流从VT1、VT2中换流至VT3、VT4中在时，电压过零，VT3、VT4因电感中的感应电动势一直导通，直到下个周期VT1、VT2导通时，VT3、VT4因加反向电压才截止。只有当2/π>α时负载电流才连续，当2/π≤α时负载电流不连续，而且输出电压的平均值均接近零，因此这种电路控制角的移相范围是2/0π-。
3.2 升压斩波电路
直接直流变流电路也称斩波电路，包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路，它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。直流斩波电路的种类有很多，包括六种基本斩波电路：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。该设计主要针对升压斩波电路，它是输出电压高于电源电压的一种斩波电路。 3.2.1 升压斩波电路及工作波形
图8 升压斩波电路及工作波形
R
b)
i G
i o
3.2.2 升压斩波电路工作原理
图8电路中，使用一个全控型器件IGBT 。
假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。当V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C 上的电压向负载R 供电。因为C 值很大，基本保持输出电压Uo 为恒值，记为Uo 。设V 处于通态时间为Ton,此阶段电感L 上积蓄的能量为EI1Ton 。设V 处于通态时E 和L 共同向电容C 充电，并向负载R 提供能量，设V 处于断态的时间为Toff,则在此期间电感L 释放的能量（Uo-Ui ）I1Toff 。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等，即
()i on o i off
U It U U It =- （1）
化简得，
（2） 上式中α表示导通占空比，调节其大小，即可改变输出电压Uo 的大小。升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因： 1.电感L 储能以后具有使电压泵升的作用； 2.电容C 可保持输出电压。
3.3 元器件参数及选型
由于单相桥式全控整流带电感性负载主电路主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。 3.3.1 晶闸管的选型
①额定电压UTn
通常取UDRM 和URRM 中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保证
电路的工作安全。晶闸管的额定电压：
tm 3~2U U tn ）（≥
(3) i
o U U α
-=11
m m
t 0
m 5.02
d 2)sin (I 21
I I t I tn =
=
?
）（ωπ
ωπ
②额定电流IT(AV)
IT(AV)又称为额定通态平均电流。其定义是在室温40°和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170°的电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。
将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。要注意的是若晶闸管的导通时间远小于正弦波的半个周期，即使正向电流值没超过额定值，但峰值电流将非常大，可能会超过管子所能提供的极限，使管子由于过热而损坏。
在实际使用时不论流过管子的电流波形如何、导通角多大，只要其最大电流有效值,散热冷却符合规定，则晶闸管的发热、温升就能限制在允许的范围。
：额定电流有效值，根据管子的换算出，、、 三者之间的关系如下：
(4)
Im
318.0Im
)(sin Im 21
)(0
==
=
?
π
π
ωωπt td av It
(5)
波形系数：有直流分量的电流波形，其有效值I 与平均值Id 之比称为该波形的波形系数，用表示：
d
f I I
K =
(6)
额定状态下， 晶闸管的电流波形系数：
57.12)(===
π
av It Itn Kf
(7)
晶闸管承受最大电压为（考虑到2倍裕量）200V.
晶闸管的选择原则：
Ⅰ、若散热条件不符合规定要求时，则元件的额定电流应降低使用。
a.通态平均管压降 Ut(av) 。指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内阳极与阴极电压的平均值，一般在0.4～1.2V。
b.维持电流Ih 。指在常温门极开路时，晶闸管从较大的通态电流降到刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般Ih值从几十到几百毫安，由晶闸管电流容量大小而定。
c.门极触发电流Ig 。在常温下，阳极电压为6V时，使晶闸管能完全导通所需的门极电流，一般为毫安级。
d.断态电压临界上升率du/dt。在额定结温和门极开路的情况下，不会导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几十伏。
e.通态电流临界上升率di/dt。在规定条件下，晶闸管能承受的最大通态电流上升率。若晶闸管导通时电流上升太快，则会在晶闸管刚开通时，有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而损坏晶闸管。
Ⅱ、所选晶闸管电流有效值Itn 大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。
Ⅲ、选择时考虑（1.5～2）倍的安全余量。即Itn＝1.57It(av)＝（1.5～2）Itm。
晶闸管的额定电流输出电流的有效值为最小值，所以该额定电流也为最小值，考虑到2倍裕量,取4A.即晶闸管的额定电流至少应大于4A.因此，设计中选用4个KP5-8晶闸管来实现电路功能。
3.3.2 绝缘栅双极晶体管（IGBT）选型
该设计的电源电压为220V，前级输出电压50V,当二极管VD导通时V的C 和E两端承受的电压为前级输出电压，因此U
=50V。
CE
图9 IGBT的转移特性和输出特性
U GE(th)随温度的升高略有下降，温度每升高1°C ，其值下降5mV 左右。在+25°C 时，U GE(th)的值一般为2～6V 。
由计算公式有：
R E m e e R E R E e e I m T t )1
1()11(//min 1---=---=ρσρττ (8)
R E
m e
e R E R E e e I m T t )11()11(//max 1---=---=----ρ
σρττ (9)
式中，τρ/T =；E E m m /=；αρτ
τ==
T
T t t 11/。 取R 为50Ω，则：Imax=220/R=4.4A 。
根据设计要求：
电阻参数：升压斩波电路电压输出50～100V 可调，电流输出最大值为2A ，选取阻值为50Ω电阻。
电感参数：由于电感L 要尽量大一些否则会出现负载电流断续的情况，所以选择L 的值为1mH 。
续流二极管VD 的参数设定：VD 所承受的最大反向电压是当IGBT 导通时的电压。考虑其安全裕度则IGBT 的额定电压可以为2～3倍峰值电压，所以额定电压可为440V ～660V.额定电流33A ～44A ，二极管VD 与其类似,最大反向电压为220V 。
考虑到器件安全裕度,则IGBT 的额定电压可以为2～3倍峰值电压，所以额定电压可为440V ～660V ，额定电流33A ～44A ，二极管VD 与其类似，VD 的最大反向电压为220V 。
选择IGBT 的型号为IRG4PC40U,其额定电压为600V ，额定电流为40A 。选择续流二极管的型号为HFA25TB60，其额定电压为600V ，额定电流为25A 。
4 控制电路及驱动电路
该系统中，控制电路应用SG3525芯片，驱动电路将控制电路输出的PWM脉冲放大至足以驱动功率晶体管，起到开关功率放大作用。
4.1 控制电路
4.1.1 SG3525控制芯片介绍
SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动功能；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。SG3525控制芯片特点如下：
（1）工作电压范围宽：8—35V。
（2）5.1（11.0%）V微调基准电源。
（3）振荡器工作频率范围宽：100Hz—400KHz。
（4）具有振荡器外部同步功能。
（5）死区时间可调。
（6）内置软启动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：mA(峰值)。
SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。
SG3525内部电路中，直流电源 Vs 从脚 15 接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚 5 须外接电容 CT，脚 6须外接电阻 RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定，振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输
入端接误差放大器的输出，误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。其他引脚分别为：引脚1为反相输入，2为同相输入引脚，3为同步端引脚，4为振荡器输出引脚，7为放电端引脚，8为软启动端引脚，9为补偿引脚，10为闭锁控制引脚，引脚12接地。
4.1.2 SG3525外部引脚功能
图10 SG3525外部管脚图
（1）Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。闭环系统中，该引脚接反馈信号。开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，构成跟随器。（2）Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
（3）Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
（4）OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。
（5）CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。
（6）RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。
（7）Discharge(引脚7)：振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。
（8）Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。该端通常接一只5uf的软启动电容。
（9）Compensation(引脚9)：PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。
（10）Shutdown(引脚10)：外部关断信号输入端。该端接高电平时控制器输出
被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。
（11）Output A（引脚11）：输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端。（12）Ground(引脚12)：信号地。
（13）Vc(引脚13)：输出级偏置电压接入端。
（14）Output B（引脚14）：输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。（15）Vcc（引脚15）：偏置电源接入端。
（16）Vref(引脚16)：基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准
电压。
4.2 驱动电路
驱动电路如图11所示，在升压斩波电路中，三极管V的基极接驱动电路的
V-G，发射极E接驱动电路的V-E，结点11、12、13、14为SG3525的相应引脚。
图11 驱动电路电路图
4.3 控制和驱动电路原理图
控制和驱动电路原理图如图12所示，驱动电路主要用来驱动IGBT斩波。
产生PWM信号有很多方法，但归根到底不外乎直接产生PWM的专用芯片、单片机、PLC、可编程逻辑控制器等本电路采用直接产生PWM的专用芯片SG3525.该
芯片的外围电路只需简单的连接几个电阻电容，就能产生特定频率的PWM波，
通过改变IN+输入电阻就能改变输出PWM波的占空比，故在IN+端接个可调电阻就能实现PWM控制。为了提高安全性，该芯片内部还设有保护电路。它还具有
高抗干扰能力，是一款性价比相当不错的工业级芯片。
图12 控制和驱动电路原理图
为了减少不同电源之间的相互干扰，SG3525输出的PWM经过光电耦合之后才送至驱动电路。通过R2、R3、C3结合SG3525产生锯齿波输入到SG3525的振荡器，其产生的PWM信号由OUTA、OUTB输出，调节R5可以改变占空比。输出的PWM信号通过二极管D6、D7送至光电耦合器U2，光耦后通过驱动电路对信号进行放大。放大后的电压可以直接驱动IGBT。此电路具有信号稳定，安全可
靠等优点。因此它适用于中小容量的PWM斩波电路。
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
500W升压斩波电路设计与仿真(DOC)
500W升压斩波电路设计与仿真 摘要：本文对Boost升压斩波电路的工作原理进行了详尽分析，并用Visio软件做出电路在电感电流连续工作时的主要波形，并根据电路需要完成的任务进行参数计算，最后用Matlab/simulink软件搭建主电路，根据所计算的参数对用到的元器件进行参数设定，对Boost电路进行仿真。 关键词：Boost升压斩波电路；Visio软件；Matlab/simulink软件；仿真 500W boost chopping circuit design and simulation Abstract：In this paper the boost chopping circuit working principle is discussed in detail, and using Visio software to make the circuit in the inductor current discontinuous operation when the main waveform, and according to the circuit need to complete the task parameter calculation, finally uses the Matlab/simulink software to build the main circuit, according to the parameters of the components used to set parameters, to boost chopper circuit simulation. Key words：Boost chopper;Visio software; Matlab/simulink software; Simulation
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
课程设计说明书 升压直流斩波 院、部：电气与信息工程学院学生姓名：唐浩 指导教师：肖文英职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1205班 完成时间： 2015年5月26日
摘要 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，包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。直接直流电变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变为另一固定电压或可5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，因此也称带隔离的直流直流变流电路或直交直电路。直流斩波电路的种类有很多，包括六种基本斩波电路：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，利用不同的斩波电路的组合可以构成符合斩波电路，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。 关键字：直流斩波；升压斩波；变压器
ABSTRACT Current chopper circuit as a fixed voltage or DC into another adjustable voltage DC - DC converter, including direct and indirect DC DC converter circuit converter circuit. Dc converter circuit is also called directly Chopper circuit, its function is to change the dc into another fixed voltage or 5 adjustable voltage direct current (dc), generally refers to the directly to the direct current into another, this kind of circumstance not isolation between the input and output. Indirect dc converter circuit is in the dc converter circuit increases the communication link, usually in the communication link between the input and output is realized by using transformer isolation, therefore also calls the dc dc converter circuit with isolation or rectangular straight circuit. Kinds of dc chopper circuit has a lot of, including six basic chopper circuit: buck chopper circuit, boost chopper circuit, buck chopper circuit, Cuk chopper circuit, Sepic chopper circuit and Zeta Chopper circuit, using a combination of different chopper circuit can conform to the chopper circuit, such as current reversible chopper circuit, bridge type reversible chopper circuit, etc. Using basic chopper circuit on the structure of the same combination, can constitute a heterogeneous multiple chopper circuit. Keywords: dc chopper; boost chopper; transformer
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 ==
升压斩波电路设计解析
电力电子课程设计 目录 一、综述 (1) 二、电路组成 (1) 2.1、电容滤波二极管不可控整流电路 (1) 2.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图 (1) 2.1.2、电路分析 (2) 2.2、PWM控制电路 (3) 2.2.1、TL494内部组成与功能 (3) 2.2.2、PWM控制电路 (4) 2.3、驱动电路 (4) 2.3.1、功率驱动集成芯片IR2110 (5) 2.3.2、基于IR2110的驱动电路 (5) 2.4、boost升压斩波电路 (6) 2.4.1、boost升压斩波电路图 (6) 2.4.2、boost斩波电路原理分析 (6) 2.4.2.1、基于实际电路的分析 (6) 2.4.2.2、对于电路的粗略估算 (8) 2.4.2.3、开关频率和占空比对电路的影响 (8) 三、总电路图及其调试 (10) 四、参考文献 (12)
一、综述 本直流斩波电路基于TL494脉冲触发电路设计，采用IRf640N电力MOS 管和IR2110驱动芯片。本电路由四部分组成：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost斩波电路。 工频正弦交流电经电容滤波二极管不可控整流电路整流，变为具有很小纹波的直流电，作为boost斩波电路的直流电压输入，以TL494芯片为核心的脉冲产生电路产生PWM波，经由以IR2110为核心的驱动电路接至MOS管的门极和原极，控制MOS管的开断，进而影响boost斩波电路的占空比，通过改变PWM 波的占空比改变boost斩波电路输出电压。同时利用TL494的两个误差放大器设置过电压保护和过电流保护，驱动电路将控制电路和主电路经行电气隔离，对控制电路起保护作用。 二、电路组成 本电路共有四部分：电容滤波二极管不可控整流电路，PWM控制电路，驱动电路，boost升压斩波电路。 2.1、电容滤波二极管不可控整流电路 2.1.1、电容滤波二极管不可控整流电路的电路图 D1 1B4B42 1 2 4 3 C1 10μF V1 120 Vrms 60 Hz 0° R1 10000Ω该电路输出是具有很小纹波的直流电压，波形近似为：
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，
升压斩波电路设计说明
电力电子系统设计报告 （2014—2015学年第二学期） 系别信息与控制工程系 题目升压斩波电路设计 专业电气自动化 班级 1203 学号 3121010330 姓名彭中杰 指导教师孟显娇 完成时间 评定成绩 升压斩波电路（Boost Chopper）设计
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 ;
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
IGBT升压斩波电路设计
IGBT升压斩波电路设计
目录 1 引言 (4) 2 方案设计 (5) 2.1 升压斩波电路原理 (5) 2.2 工作原理 (6) 2.3 参数计算 (7) 3 分单元电路设计 (9) 3.1 控制电路设计 (9) 3.1.1 控制电路方案的选择 (9) 3.1.2 SG3525的工作原理 (10) 3.2 驱动电路设计 (10) 3.3 保护电路设计 (11) 4 总电路图 (13) 5 课程设计总结 (14) 6 参考文献 (15)
1 引言 电力电子技术(Power Electronics)也称为电力电子学。利用电力电子开关器件组成电力开关电路，利用晶体管集成电路和微处理器构成信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，可以经济有效地实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。 直流变直流是电力电子技术中变流技术的重要部分，广泛应用于电子领域。直流-直流变流电路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，它的功能就是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。本课程设计就是其中的一种斩波电路，即升压斩波电路。 本课程设计采用IGBT全控型器件，采用专用PWM控制集成电路SG3525进行驱动，并利用MATLAB的Power System工具箱进行主电路的仿真实验，满足了设计要求，是一次比较成功的设计。
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)
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 -
大连理工大学电源技术大作业-升压斩波电路分析
大连理工大学电源技术大作业 升压斩波电路分析 （1）介绍基本斩波电路的分类。 随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC 变换。直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的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运用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、有源滤波能领域得到了广泛的应用。但以IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：1：系统损耗的问。2：栅极电阻。3：驱动电路实现过流过压保护的问题。 直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点 （2）介绍升压斩波电路的工作原理、主要参数及对应计算方法。
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 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 图1.1 升压斩波电路主电路图 首先假设电感L 值很大，电容C 值也很大。当V-G 为高电平时，Q1导通，12V 电源向L 充电，充电基本恒定为1I ,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o u 为恒值，记为o U 。设V 处于通态的时间为on t ，此阶段电感L 上积储的能量为1on EI t 。当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电，并向负载R 提供能量。设V 处于段态的时间为 off t ，则在此期间电感L 释放的能量为01()off U E I t -。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积储的能量于释放的能量相等，即 101()on off EI t U E I t =- （1-1） 化简得 on off 0off off t t T U E E t t +=＝ （1-2） 上式中的off /1T t ≥，输出电压高于电源电压。式（1-1）中o f f /T t 为升压比，调节其大小即可改变输出电压o U 的大小。 2)数量关系 设V 通态的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为：E m I 1T on
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
Boost升压斩波电路
Boost升压斩波电路 总目录 引言 ...................................................... 2 1 升压斩波工作原理 (2) 1.1 主电路工作原理 ................................... 2 2 升压斩波电路的典型应用 ................................. 4 3 设计内容及要 求 (6) 3(1输出值的计算 ...................................... 7 4 硬件电路 (7) 4.1控制电路 (7) 4.2 触发电路和主电路 (9) 4.3.元器件的选取及计算 ............................... 10 5.仿 真 ................................................... 11 6(结果分 析 ............................................. 14 7(小 结 .................................................. 14 8.参考文献.. (14) 引言 随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC变换。直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的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。