升降压斩波电路matlab仿真

升降压斩波电路matlab仿真
升降压斩波电路matlab仿真

升降压斩波电路matlab 仿真

1、电路原理

当可控开关V 处于通态时,电源E 经V 向电感L 供电使其储存能量,此时电流为i1。同时,电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。此后,使V 关断,电感L 中储存的能量向负载L 释放,电流为i2。负载电压极性为上正下负,与电源电压极性相反。 稳态时,一个周期T 内电感L 两端电压UL 对时间积分为零,即

00=?dt T L U

当V 处于通态期间,UL=E ;而当V 处于断态期间,UL=-Uo 。于是 off o on t U Et =

所以,输出电压为 E E t T t E t t U on on off on o αα-=-==1

2、参数设定

设输入电压Uo=20V ,输出电压为10~40V ,纹波电压0.2%,开关频率20kHz ,负载10Ω,电感电流连续,求α,L,C, 并仿真。

Uo=α/(1-α)*E

ΔUo/U=(α*T)/(C*R)

T=1/f

L=1/2*(1-α)^2*R*T

解得 1/3<α<2/3,

0.83mF

27.8*e-6

为保证电感电流和电容电压基本为定值,应是电感电容较大,故,

C=1.67mF,

L=111.11*e-6H。

3、matlab仿真

电路图如图所示

参数设定为,E=20V,触发电压为3V,频率为20kHz,电感为1/8000H,电容为1/500F,电阻为10欧。

仿真结果如下,上图为电阻电流,下图为电阻两端电压。α=1/3;

α=1/2

有仿真结果可知,输出电压先增大,逐渐趋于稳定。

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。

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 -

BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真..

BUCK 电路闭环PID 控制系统 的MATLAB 仿真 一、课题简介 BUCK 电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo 总是小于输入电压U i 。通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L 和电容C 的数值。 简单的BUCK 电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的干扰,当加入PID 控制器,实现闭环控制。可通过采样环节得到PWM 调制波,再与基准电压进行比较,通过PID 控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK 电路闭环PID 控制系统。 二、BUCK 变换器主电路参数设计 2.1设计及内容及要求 1、 输入直流电压(VIN):15V 2、 输出电压(VO):5V 3、 输出电流(IN):10A 4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp ≤50mV 5、 锯齿波幅值Um=1.5V 6、开关频率(fs):100kHz 7、采样网络传函H(s)=0.3 8、BUCK 主电路二极管的通态压降VD=0.5V ,电感中的电阻压降VL=0.1V ,开关管导通压降 VON=0.5V,滤波电容C 与电解电容 RC 的乘积为 F *Ωμ75

2.2主电路设计 根据以上的对课题的分析设计主电路如下: 图2-1 主电路图 1、滤波电容的设计 因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关, rr rr C L N 0.2V V R i I == ? (1) 电解电容生产厂商很少给出ESR ,但C 与R C 的乘积趋于常数,约为50~80μ*ΩF [3]。在本课题中取为75μΩ*F ,由式(1)可得R C =25mΩ,C =3000μF 。 2、滤波电感设计 开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如式(2)、(3)所示: IN O L ON L ON /V V V V L i T ---=?(2) O L D L OFF /V V V L i T ++=? (3) off 1/on s T T f += (4) 由上得: L in o L D on V V V V L T i ---=? (5) 假设二极管的通态压降V D =0.5V ,电感中的电阻压降V L =0.1V ,开关管导通压降V ON =0.5V 。利用ON OFF S 1T T f +=,可得T ON =3.73μS ,将此值回代式(5),可得L =17.5μH

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

IGBT升降压斩波电路设计

电力电子技术课程设计报告 课题名称IGBT升降压斩波电路设计 专业班级 学号 学生 指导教师 指导教师职称 评分 完成日期:2015年1月13日

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,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。 升降压斩波电路综合了升压电路和降压电路的优点,可以在一个电路中同时实现升压和降压,简化了电路结构。而全控型器件IGBT的使用为外部自动控制提供了巨大便利,因此其使用围在直流斩波电路中很广泛,对其做研究有很好的使用意义。 本文首先比较了两种具有升降压功能的DC/DC变换电路,具体地分析了两种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,通过MATLAB软件中的Simulink部分建模仿真,最后给出了测试结果。 关键词:直流斩波;升降压; IGBT;全控型

目录 目录 (1) 1 设计任务要求 (2) 1.1 设计任务 2 1.2 设计要求 2 2方案选择 (3) 2.1方案一 3 2.2方案二 4 3 电路设计 (6) 3.1 主电路设计 6 3.2 驱动电路设计 8 3.3保护电路 11 4 仿真控制 (11) 5心得体会 (14) 参考文献 (15) 附录1 程序清单 (16) 附录2 元件清单 (17) 答辩记录 (18)

直流斩波PWM控制Matlab仿真

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 直流斩波PWM控制Matlab仿真 初始条件: 输入200V直流电压。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、要求得到0~100V直流电压。 2、在Matlab/simulink中建立电路仿真模型; 3、对电路进行仿真; 4、得到结果并对结果进行分析; 时间安排: 课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。 第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。 第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。 第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要 (1) 1 概述及设计要求 (2) 1.1 概述 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 降压斩波电路拓扑分析 (3) 2.1 降压斩波器基本拓扑 (3) 2.2 buck开关型调整器拓扑分析 (3) 2.3 降压斩波电路的重要参数计算方法 (4) 2.3.1 buck调整器的效率 (4) 2.3.2 buck调整器的理想开关频率 (4) 2.3.3 输出滤波电感的选择 (5) 2.3.4 输出滤波电容的选择 (5) 3 电路设计 (6) 3.1 buck主电路设计 (6) 3.2 脉宽调制电路设计 (7) 3.3 MOS管驱动电路设计 (8) 3.4 系统工作总电路 (8) 4 Matlab建模仿真及分析 (9) 4.1 Matlab仿真模型的建立 (9) 4.2 Matlab仿真结果及分析 (10) 结束语 (14) 参考文献 (15)

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

直流升压变换器的MATLAB仿真

学号 天津城建大学 控制系统仿真 大作业 直流升压变换器的MATLAB仿真 学生姓名 班级 成绩 控制与机械工程学院 2014年6 月20 日

目录 一、绪论1 二、仿真电路原理图及原理1 三、所使用的Matlab工具箱与模块库2 四、模块参数设定2 五、模块封装与仿真框图搭建2 六、仿真结果6 七、结论6 八、参考文献7

一、绪论 在电力电子技术中,将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换,成为直流-直流变换。直流变换的用途非常广泛,包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正,以及用于其它领域的交直流电源。 根据电力电子技术原理,升压式(Boost )斩波器的输出电压0u 高于输入电源电压s u ,控制开关与负载并联连接,与负载并联的滤波电容必须足够大,以保证输出电压恒定,储能电感也要很大,以保证向负载提供足够的能量。 若升压式斩波器的开关导通时间on t ,关断时间off t ,开关工作周期off on t t T +=。定义占空比或导通比/T t D on =,定义升压比S o /U U =α。根据电力电子技术的原理,理论上电 感储能与释放能量相等,有s s off o u 1 u t T β = = U ,升压比的倒数T t 1 off = = α β。还有,1D =+β 。由此可见,当s u 一定时,改变 β就可以调节0u 。当const T =时,调β就 是调off t ,或调on t 也是调β,也就改变了0u ,这就是升压式斩波器的升压工作原理。 二、仿真电路原理图及原理 原理图如图1所示:假设L 值、C 值很大,V 通时,E 向L 充电,充电电流恒为1 I ,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on 1t EI 。 图1 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 10t I E -u ,稳态时,一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量能量相等。化简得 ()off 10on 1t I E -u t EI =,E t T E t t t off off off on o =+=U ,1T/t off ≥,输出电压高于电源电

IGBT降压斩波电路设计

目录 摘要 (1) 1前言 (1) 2方案确定 (2) 3主电路设计 (2) 3.1 主电路方案 (2) 3.2 工作原理 (3) 3.3参数分析 (4) 4控制电路设计 (5) 4.1 控制电路方案选择 (5) 4.2 工作原理 (6) 4.3 控制芯片介绍 (7) 5驱动电路设计 (9) 5.1 驱动电路方案选择 (9) 5.2工作原理 (10) 6保护电路设计 (11) 6.1 过压保护电路 (11) 6.1.1主电路器件保护 (11) 6.1.2负载过压保护 (12) 6.2 过流保护电路 (13) 7系统仿真及结论 (14) 7.1 仿真软件的介绍 (14) 7.2仿真电路及其仿真结果 (14) 心得体会 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)

IGBT降压斩波电路设计 摘要: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:IGBT 直流斩波降压斩波 1前言 随着电力电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多。伴随着人们对开关电源的进一步升级,低电压,大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。 开关电源分为AC/DC和DC/DC,其中DC/DC变换已实现模块化,其设计技术和生产工艺已相对成熟和标准化。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。斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。 IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路,是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路,用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十千赫兹频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

升、降压直流斩波电路及matlab仿真

目录 绪论 (3) 一.降压斩波电路 (6) 二.直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 三.D c/D C变换器的设计 (18) 四.测试结果 (19) 五.直流斩波电路的建模与仿真 (29) 六.课设体会与总结 (30) 七.参考文献 (31)

绪论 1. 电力电子技术的内容 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。 它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 电有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值和极性的不同,后者除电压幅值和极性外,还有频率和相位的差别。 实际应用中,常常需要在两种电能之间,或对同种电能的一个或多个参数(如电压,电流,频率和功率因数等)进行变换。 变换器共有四种类型: 交流-直流(AC-DC)变换:将交流电转换为直流电。 直流-交流(DC-AC)变换:将直流电转换为交流电。这是与整流相反的变换,也称为逆变。当输出接电网时,称之为有源逆变;当输出接负载时,称之为无源逆变。 交-交(AC-AC)变换,将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。其中:改变交流电压

有效值称为交流调压;将工频交流电直接转换成其他频率的交流电,称为交-交变频。直流-直流(DC-DC)变换,将恒定直流变成断续脉冲输出,以改变其平均值。 2. 电力电子技术的发展 在有电力电子器件以前,电能转换是依靠旋转机组来实现的。与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。 1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后,因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。 70年代以后,出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件),如:门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/ GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。 控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路,使变换器的控制电路大为简化。 微处理器和微型计算机的引入,特别是它们的位数成倍增加,运算速度不断提高,功能不断完善,使控制技术发生了根本的变化,使控制不仅依赖硬件电路,而且可利用软件编程,既方便又灵活。 各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现,并具有自诊断功能,并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。 综上所述可以看出,微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。 3.电力电子技术的重要作用 (1) 优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理,使电能的使用达到合理、高效

IGBT升降压斩波电路设计

I G B T升降压斩波电路设 计 Written by Peter at 2021 in January

电力电子技术课程设计报告课题名称IGBT升降压斩波电路设计 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 指导教师职称 评分 完成日期:2015年1月13日 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,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。 升降压斩波电路综合了升压电路和降压电路的优点,可以在一个电路中同时实现升压和降压,简化了电路结构。而全控型器件IGBT的使用为外部自动控制提供了巨大便利,因此其使用范围在直流斩波电路中很广泛,对其做研究有很好的使用意义。 本文首先比较了两种具有升降压功能的DC/DC变换电路,具体地分析了两种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,通过MATLAB软件中的Simulink部分建模仿真,最后给出了测试结果。

关键词:直流斩波;升降压; IGBT;全控型

目录 1 设计任务要求设计任务 IGBT升降压斩波电路设计(纯电阻负载) 设计条件:(1)输入直流电压,Ud=50V; (2)输出功率:300W (3)开关频率5KHZ

(4)占空比10%-50% (5) 输出电压脉率:小于10% 设计要求 1,分析题目要求,提出2-3种实现方案,比较并确定主电路结构和控制结构方案; 2,设计主电路原理图,触发电路原理图,并设置必要的保护电路; 3,参数计算,选择主电路及保护电路元件参数 4,利用仿真软件MATLAB等进行电路优化; 5,最好可以建模并仿真完成相关的设计电路。 2方案选择 方案一 该DC/DC变换器为前后级串联结构,前级是由1T、3T、1D、2D、L、C、1R、2R构成降压变换电路,后级是由2T、2D、L、C构成升压变换电路,其中2D、L、C均出现在前、后级变电路中。采用PWM 方式控制两个主开关管3T、2T存在一定的困难,因为它们的控制端不共地。为了实现两路控制信号共地,也只能选用功率晶体管。为此增加辅助开关管1T,且3T由NPN型改为PNP型,显然1T、2T是共地的,1T、3T是同步开关的,这就实现了两路控制信号的共地。这样,原本通过控制3T、2T来控制电路的工作状态,现在是通过1T、2T来控制,1T称为降压斩波辅助开关,2T称为升压斩波主开关、3T称为降压斩波电路。其电路图如图所示: 图2-1原理图

直流斩波电路的MATLAB仿真实验

直流斩波电路的MATLAB 仿真实验 降压式直流斩波电路 一、实验内容 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)保持开关导通时间on t 不变,改变开关周期T ,称为频率调制或调频型。 (3)on t 和T 都可调,使占空比改变,称为混合型。 t t t O O O b) T E i G t on t off i o i 1i 2I 10 I 20t 1 u o O O O t t t T E E c) i G i G t on t off i o t x i 1i 2 I 20 t 1 t 2 u o E M E V + -M R L VD a) i o E M u o i G 图1 降压斩波电路原理图

2 二、实验原理 (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 三、实验过程 1、仿真电路图 图2 降压斩波的MATLAB电路的模型 2、仿真模型使用模板的参数设置 IGBT参数的设置如图

图3 Diode参数的设置如图 图4

降压斩波电路__课程设计

辽宁工业大学 电力电子技术课程设计(论文)题目:降压直流斩波电路实验装置 院(系):新能源学院 专业班级:电气131班 学号: 学生姓名: 指导教师:(签字) 起止时间:2011-12-26至2011-01-6

课程设计(论文)任务及评语 院(系):新能源学院教研室:电气 目录 第1章绪论 (4)

1.1 降压直流斩波电路的基本概念 (5) 1.2 降压直流斩波电路的发展 (5) 第2章降压直流斩波斩波电路设计 2.1 降压斩波电路工作原理 (7) 2.1.1降压斩波电路(Buck Chopper) (7) 2.1.2 IGBT驱动电路选择 (8) 2.2 整流电路 (8) 2.3 斩波信号产生电路 (9) 2.3.1由分立元件组成的驱动电路 (9) 2.3.2集成驱动电路 (10) (2)电路原理图及工作原理简介 (11) 2.4 最优参数选择 (13) 2.4.1 整流电路部分 (13) 2.4.2 斩波主电路部分 (13) 2.5 生成总的电路图 (15) 2.5.1 总原理图 (15) 2.5.2 此电路的主要功能 (16) 2.6 保护电路 (16) 2.6.1 整流桥电路部分 (16) 2.6.2 驱动电路部分 (17) 第3章课程设计总结 (18) 参考文献 (18)

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。 TDC-1型学习机是为了配合高等工科院校及高等专科技术学校的“电力电子”或“半导体变流技术”等课程中的直流斩波电路实验并根据当今电力电子技术的发展方向及应用而设计的新型实验装置。该学习机面板上画有原理图。各测试点均装有测试探头可以钩住的端子。测试电压及波形十分方便。使学生在实验课中安全、方便、直观地观察到各种电压、电流的波形及数据。学生实验可以更加深入了解直流斩波电路的工作原理及其典型的应用电 . 关键词:直流;电力电子;变换电路;

实验二、基于Simulink的直流斩波电路的仿真实验报告

自动化(院、系)自动化专业112 班组电力电子技术课实验二、基于Simuilink的直流斩波电路仿真实验 一、实验目的 (1)加深理解直流斩波电路的工作原理。 (2)学会应用Matlab的可视化仿真工具Simulink以及元器件的参数设置。 二、实验内容 2.1理论分析 2.1.1直流降压斩波电路 直流降压斩波电路原理图如图1(a)所示。图中用理想开关S代表实际的电力电子开关器件;R为纯阻性负载。当开关S在ton时间接通时,加到负载电阻上的电压Uo等于直流电源Ud。当开关S在toff时间断开时,输出电压为零,直流变换波形如图1(b)所示。输出电压平均值为:Uo=ton/Ts*Ud= D*Ud(1) 式中:ton为斩波开关S在一个周期内的导通时间;toff为斩波开关S在一个周期内的关断时间;Ts为斩波周期,Ts= ton+toff;D为占空比,D = ton/Ts。由此可见,改变导通占空比D,就能够控制斩波电路输出电压Uo的大小。由于D是在0~1之间变化的系数,因此输出电压Uo总小于输入电压Ud,即为降压输出。

(院、系)专业班组课2.1.2直流升降压斩波电路 升降压斩波电路输出电压平均值为:Uo=-ton/toff*Ud=-D/(1-D)*Ud 式中:负号表示输出电压与输入电压反相。当D =0.5时,Uo=Ud;当D>0.5时,Uo>Ud,为升压变换;当D<0.5时,Uo

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)

直流斩波电路设计的MATLAB仿真

目录 一摘要: (2) 二设计任务及要求: (2) 三引言: (3) 四设计原理: (3) 五设计仿真步骤: (4) 仿真完成之后的电路图: (5) 2在模型中设置仿真参数: (6) 3仿真结果: (9) 脉宽为46%的结果: (9) 脉宽50%的仿真结果: (9) 脉宽60%的仿真结果: (10) 脉冲81%的仿真结果: (11) 脉冲89%的仿真结果 (12) 六课程设计总结 (12) 七参考文献 (12)

直流斩波电路设计的MATLAB仿真 一摘要: MATLAB(矩阵实验室)是一种科学计算软件,它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。SIMULINK是基于框图的仿真平台,它挂接在MATLAB环境上,以MATLAB的强大计算功能为基础,以直观的模块框图进行仿真和计算。直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流-直流变换(DC/DC)变换。此文以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础,完成了对斩波电路的仿真分析。所用的软件是MATLAB 2012a。win8平台。 关键词:Matlab/Simulink;仿真分析;斩波电路。 二设计任务及要求: 1、电源为太阳能电池,负载为电瓶; 2、电源:10~32V;输入电流:16A(MAX);输出电压:连续可调60~95V;输出电流:2A(MAX)) 输出功率:自然冷却70W(MAX),加强散热100W(MAX)。

三引言: 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(DC/DC Converter),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;直流斩波电路的种类很多,基本分为6种斩波电路:降压斩波电路,升压斩波电路,这两种是最基本电路。另外还有升降压斩波电路,Cuk斩波电路,Sepic斩波电路,Zeta斩波电路。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。而MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。其中MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。而Simulink是著名的、应用普遍的动态系统仿真工具,Simulink能够直观、快捷地构建过程控制系统的方块图模型,并在此基础上进行仿真结果的可视化分析,是进行过程控制系统设计和参数整定的首选仿真工具。 四设计原理: 直流升压变流器用于需要提升直流电压的场合,其原理图如图所示。 在电路中IGBT导通时,电流 由E经升压电感L和V形成回路,

(完整版)升降压斩波课程设计.doc

《电力电子技术》课程设计说明书直流升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: 指导教师:职称讲师 专业:电气工程及其自动化 班级: 学号: 完成时间:2016 年 6 月

电力电子技术课程设计任务书 学院:电气与信息工程系专业:电气工程及其自动化指导教师姓名学生姓名 课题名称直流升压降压斩波电路的设计与仿真 一、技术指标及要求: 1)直流输入电压 100V; 设计内容及任务 设计安排 主要参考资料 2)电阻负载; (R 取学号尾数 X10Ω); 3)控制电路频率 10KHZ ; 4)输出电压纹波系数: 0.2%; 5)仿真出占空比α分别为 0.1,0.2,0.5,0.8 的电感电压、电感电流、开关管电流、二极管电流和输出电压的波形。 起止日期设计内容 2016 年 5 月 25 日确定设计方案 2016 年 5 月 26 日计算相关数据 2016 年 5 月 27 日至 2016 年 6 月 6 日Simulink仿真 2016 年 6 月 7 日至 2016 年 6 月 23 日撰写课程设计说明书 [1] 王兆安、刘进军.电力电子技术(第 5 版).机械工业出版社, 2009 [2] 康华光、陈大钦.电子技术基础模拟部分.高等教育出版社,2002 [3]秋关源、罗先觉.电路(第 5 版).高等教育出版社, 2006 [4]周克宁 . 电力电子技术 . 北京:机械工业出版社, 2004. [5]黄家善 . 电力电子技术 . 北京:机械工业出版社, 2006 [6]王维平 . 现代电力电子技术及应用 . 南京:东南大学出版社, 1999 [7]张明勋主编 , 电力电子设备设计和应用手册 [M]. 北京 : 机械工业出版 社.1992 [8]丁道宏主编 , 电力电子技术 [M]. 北京 : 航空工业出版社 .1992 [9]林渭勋主编 , 电力电子技术基础 [M]. 北京 : 机械工业出版社 .1990

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