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实验五 直流斩波电路实验报告

实验五 直流斩波电路实验报告

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实验报告

课程名称电力电子技术实验报告

实验名称实验五直流斩波电路(设计性)的性能研究

班级电气4班姓名李晓英梁琦季中元

实验日期实验地点光电实验室

评定成绩评阅教师

--------- -----实验报告要目----- ---------

1实验目的要求

2 实验仪器、设备

3 实验线路、原理框图

4 实验方法步骤

5 实验的原始数据和分析

6 实验讨论

实验五 直流斩波电路(设计性)的性能研究

一.实验目的

熟悉六种斩波电路(buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper 、 cuk chopper 、 sepic chopper 、 zeta chopper)的工作原理,掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况。

二.实验内容

1.SG3525芯片的调试。 2.斩波电路的连接。

3.斩波电路的波形观察及电压测试。

三.实验设备及仪器

1.电力电子教学试验台主控制屏; 2.现代电力电子及直流脉宽调速组件(NMCL-22) 3.示波器(自备); 4.万用表(自备)

四.实验电路图如下

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五.实验方法

按照面板上各种斩波器的电路图,取用相应的元件,搭成相应的斩波电路即可。 1. SG3525性能测试

用示波器测量,PWM 波形发生器的“1”孔和地之间的波形。调节占空比调节旋钮,

测量驱动波形的频率以及占空比的调节范围。

频率:9.10KHZ

占空比的调节范围:9.58%~84.3%

2.buck chopper

(1)连接电路。

将PWM波形发生器的输出端“1”端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 将PWM 的“地”端接到斩波电路中“VT”管的E端,再将斩波电路的(E、5、7),(8、11),(6、12)相连,最后将15V直流电源U1的“+”正极与VT的C相连,负极“-”和6相连。(照电路图接成buck chopper斩波器。)

(2)观察负载电压波形。

经检查电路无误后,闭合电源开关,用示波器观察VD两端5、6孔之间电压,调节PWM 触发器的电位器RP1,即改变触发脉冲的占空比,观察负载电压的变化,并记录电压波形。

实验五 直流斩波电路实验报告

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E=5V

α=9.86% 负载电压理论值为:0.493V 实际值为:0.5V

α=51.5% 负载电压理论值为:2.575V 实际值为:2.6V

α=84.5% 负载电压理论值为:4.225V 实际值为:4.2V

负载电压随着占空比的增大而增大。但是因为是降压斩波,所以当占空比基本上接近为1,为最大84.4%时,其平均电压仍然是小于直流输入电压平均值。

(4)观察负载电流波形。

用示波器观察并记录负载电阻R两端波形

因为是纯阻性负载,所以其电流波形与电压波形完

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全相同,只是幅值不同。在负载电压为正时,即从0~t on

时,电流慢慢增加,到t off期间,虽然负载电压为0,但

是因为是大电感,的存在,可以阻止电流立刻降为0,

从而慢慢降低,使得电流连续。

3.boost chopper

(1)照图接成boost chopper电路。

电感和电容任选,负载电阻为R。实验步骤同buck chopper。

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E=5V

α=20% 负载电压理论值为:6.6125V 实际值为:6 V

α=50% 负载电压理论值为:9.94V 实际值为:10V

α=80% 负载电压理论值为:24.85V 实际值为:21.6V

该电路中输出电压即为电阻两端的电压。因为电路中串入了极大电感,并且并入了极大电容,所以当IJBT处于导通状态时,电源E向电感L储能,稳态时充电电流基本保持不变,同时电容向负载放电,因电容很大,基本保持输出电压不变(如图所示),二极管受反压截止。当IJBT处于阻断状态时,电源和电感同时向负载供电,并对电容充电。

4.buck-boost chopper

(1)照图接成buck-boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻为R。

实验步骤同buck chopper

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E=5V

α=20% 负载电压理论值为:1.1425V 实际值为:1V

α=50% 负载电压理论值为:4.97V 实际值为:4.6V

α=80% 负载电压理论值为:19.88V 实际值为:18.4V

此为升降压斩波电路,顾名思义,就是既可以升压也可以降压。当开关器件处于通态时,二极管截止,电源经过V向电感L供电使其储能,同时电容C向负载R供电并维持输出电压恒定;当V处于关断状态时,二极管导通,电感中储存的能量经过二极管向负载释放。

由实验结果可看出:

当0≤α≤1/2时,降压;当1/2≤α≤1时,升压。

5.cuk chopper

(1)照图接成cuk chopper电路。电感和电容任选,负载电阻R

实验步骤同buck chopper。

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E=5V

α=20% 负载电压理论值为:1.1425V 实际值为:1.2V

α=50% 负载电压理论值为:4.97V 实际值为:4.6V

α=80% 负载电压理论值为:19.88V 实际值为:18.4V

由实验图可以看出该电路是将Boost电路的输入部分与Buck电路的输出部分串接而成。该电路的特点在于其输入输出端都串有电感,减小了输入和输出的电流脉动。

6.sepic chopper

(1)照图接成sepic chopper电路。电感和电容任选,负载电阻为R。

实验步骤同buck chopper 。

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E=5V

α=20% 负载电压理论值为:1.1425V 实际值为:1.24V

α=50% 负载电压理论值为:4.97V 实际值为:4.4V

α=80% 负载电压理论值为:19.88V 实际值为:19.5V

该电路可以看成是由Boost电路的输入部分与Buck-Boost电路前后级联而成。在该电路中,由于电源回路中存在电感,使输入电流连续,有利于输入滤波,但负载电流是脉动波形,电路输出电压为正极性。

7.zeta chopper

(1)照图接成zeta chopper电路。电感和电容任选,负载电阻为R。

实验步骤同buck chopper

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E=5V

α=20% 负载电压理论值为:1.1425V 实际值为:1.12V

α=50% 负载电压理论值为:4.97V 实际值为5.20V

α=80% 负载电压理论值为:19.88V 实际值为:20V

六:实验思考

1. 升压不能升得很高,其原因是维系的时间太短,但实际上其峰值是可以升的很高的。

2. 波形中的振动是由杂散电感和电容引起的,不是由电路中的C2引起的。

3. 在Buck电路、Buck-Boost与Zeta电路中,因为怕接零点不同地而在测量过程中不

小心烧坏示波器,所以控制电压没有直接加在栅极和发射极之间,因为Buck电路其栅极与发射极之间是一个二极管,其管压降只有0.7V左右所以对实验结果影响不大;但是对于Buck-Boost与Zeta电路来说,其栅极与发射极之间是一个大电感,其会导致控制电压不能立即加到开关管上面,从而对实验结果有很大的影响。所以控制电压一定要加在IGBT的栅极与发射极。