升降压斩波电路仿真研究毕业论文

当 S1 开路时，存储在电感器中的能量通过 D1 维持通过负载的电流，同时 C1 也向负载放电。S1 以高频开关，开关的占空比定义了输出电压。当 S1 闭合时，直流输入电压施加到输出滤波电感器 L1，电流通过电感器流入输出电容器 C1 并流向负载。

电容器可以是电解电容，钽电容或陶瓷电容。使用低ESR的电容。当使用电解电容器时，应在靠近IN的地方放置两个额外的优质陶瓷电容器。 对于大多数应用，建议使用1µH至10µH的电感器，其直流电流额定值至少比最大负载电流高25％。 为了获得更高的效率，请选择一个直流电阻较低的电感器。 电感值越大，纹波电流越小，输出纹波电压越低，但物理尺寸越大，串联电阻越大，饱和电流越小。 确定电感器值的一个好的规则是允许电感器纹波电流约为最大负载电流的30％。

六种斩波电路原理分析1、降压斩波电路图1：降压斩波电路(Buck Chopper)原理图及波形图如上图1：降压斩波电路原理图及波形图所示，图中V为全控型器件，选用IGBT;D为续流二极管。由图1中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向负载供电，UD=Ui。当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压UD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比α，则UO随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。2、升压斩波电路图2：升压斩波电路(Boost Chopper)原理图及波形图如上图2：升压斩波电路原理图及波形图所示，电路也使用一个全控型器件V。由图2中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向电感L1充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C1上的电压向负载供电，因C1值很大，基本保持输出电压UO为恒值。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L1上积蓄的能量为Ui*I1*ton。当V处于断态时Ui和L1共同向电容C1充电，并向负载提供能量。设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L1释放的能量为(UO-Ui)*I1*toff。当电路工作于稳态时，一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相等，即：上式中的T/toff≥1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。3、升降压斩波电路图3：升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)原理图及波形图如上图3：升降压斩波电路原理图及波形图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经V向电感L1供电使其贮存能量，同时C1维持输出电压UO基本恒定并向负载供电。此后，V关断，电感L1中贮存的能量向负载释放。可见，负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压4、Cuk斩波电路图4：Cuk斩波电路原理图如上图4：Cuk斩波电路原理图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和负载R—L2—C2—V回路分别流过电流。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D回路和负载R—L2—D回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反。输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。5、Sepic斩波电路图5：Sepic斩波电路原理图如上图5：Sepic斩波电路:原理图所示，电路的基本工作原理是：可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和C2—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D—R回路及L2—D—R回路同时导电，此阶段Ui和L1既向R供电，同时也向C2充电，C2贮存的能量在V处于通态时向L2转移。输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。6、Zeta斩波电路图6：Zeta斩波电路原理图如上图6所示：Zeta斩波电路原理图所示，电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经开关V向电感L1贮能。当V处于断态后，L1经D与C2构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1上的能量全部转移至C2上之后，D关断，C2经L2向负载R供电。输出电压为：若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。

所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠出发区域之内。4） 应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。2-18 IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗；关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。2、晶闸管对触发脉冲的要求是 要有足够的驱动功率 、 触发脉冲前沿要陡幅值要高 和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。1.晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻R的作用是什么？答：R、C回路的作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。R的作用为：使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。、8、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。答：①星形接法的硒堆过电压保护；②三角形接法的阻容过电压保护；③桥臂上的快速熔断器过电流保护；④晶闸管的并联阻容过电压保护；⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；⑥直流侧的压敏电阻过电压保护；⑦直流回路上过电流快速开关保护；VD是电感性负载的续流二极管；Ld是电动机回路的平波电抗器；9、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？答：A、触发电路必须有足够的输出功率；B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；D、触发脉冲的移相范围应能满足

仿真时升降压斩波电路电容电感的选择更小的。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：1法拉（F）=1000毫法（mF）=1000000微法（μF）1微法（μF）= 1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）。