电力电子课程设计-降压斩波电路

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1、 第 1 页 共 6 页 1 1 引言引言 高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电 源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。它能把电网提供的强 电和粗电，它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。BUCK 变换器是开关 电源基本拓扑结构中的一种，BUCK 变换器又称降压变换器，是一种对输入输 出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有 优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。 2 2. .降压斩波电路的设计目的降压斩波电路的设计目的 ( (1). 通过对降压斩波电路（buck chopper）的设计，掌握 buck choppe

2、r 电路的工作原理，综合运用所学知识，进行 buck chopper 电路和系统设 计的能力。 (2). 了解与熟悉 buck chopper 电路拓扑、控制方法。 (3). 理解和掌握 buck chopper 电路及系统的主电路、控制电路和保护电 路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。 (4). 具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力 2. 12. 1 降压斩波电路的设计内容及要求降压斩波电路的设计内容及要求 (1). 设计内容: 对 Buck Chopper 电路的主电路和控制电路进行设计，参数 如下：直流电压 E200V，负载中 R10，L 值极大,反电动式 E130V。 (2

3、).设计要求 (a)理论设计： 了解掌握 Buck Chopper 电路的工作原理，设计 Buck Chopper 电路的主电路 和控制电路。包括：IGBT 电流,电压额定的选择，画出完整的主电路原理图 和控制电路原理图、列出主电路所用元器件的明细表。 (b).仿真实验: 利用 MATLAB仿真软件对 Buck Chopper 电路主电路和控制电路进行仿真建模 设计 第 2 页 共 6 页 2.22.2. .降压斩波电路主电路基本原理降压斩波电路主电路基本原理 降压斩波电路主电路工作原理图如下： 图 1 降压斩波电路主电路工作原理图 t=0 时刻驱动 V 导通，电源 E 向负载供电，负载电压

4、0 UE ，负载电流 0 i 按 指数曲线上升。 t=t1 时控制 V 关断，二极管 VD 续流，负载电压 0 U 近似为零，负载电流 0 i 呈 指数曲线下降。 通常串接较大电感 L 使负载电流连续且脉动小。 当电路工作稳定时，负载电流在一个周期的初值和终值相等如图 2 所负 载电压的平均值为： 0 onon onoff tt UEEE ttT 式中， on t 为 V 处于通态的时 间， o f f t 为 V 处于断态的时间；T 为开关周期；为导通占空比，简称占空比 或导通比。负载电流的平均值为： 0 0 U I R 若负载中 L 值较小，则在 V 关断 后，到了 2 t 时刻，负载电流已衰减至零，会出现负载电流断续的情况。负 载电压 0 U 平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。 3 3.IGBT.IGBT 驱动电路驱动电路简介简介 IGBT 是三端器件，具有栅极 G，集电极 C 和发射极 E。它是个场控器 件，通断由栅射极电压 Uge 决定。Uge 大于开启电压 Uge(th)时，MOSFET 内形成沟道，为晶体管提供基极电流