igbt降压斩波电路设计（纯电阻负载）

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1、摘要直流—直流交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。间接直流变流电路在直流交流电路中增加了交流环节，通常采用变压器实现输入输出间的隔离。本次设计将针对斩波电路实现变流。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.

2、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。直流斩波电路种类包括六种基本斩波电路，本次设计将使用降压斩波电路（BuckChopper）。关键词：直流斩波；降压斩波；IGBTII目录摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ第一章总体设计方案…………………………………………………………

3、……11.1设计任务…………………………………………………………………11.2功能要求说明………………………………………………………………11.3设计方案及设计原理………………………………………………………11.3.1设计总电路…………………………………………………………11.3.2设计电路原理………………………………………………………1第二章电路设计…………………………………………………………………42.1降压斩波主电路设计………………………………………………………42.1.1电路数学分析………………………………………………………42.

4、1.2参数确定……………………………………………………………52.2IGBT驱动电路设计………………………………………………………62.3整流电路设计……………………………………………………………62.3.1整流电路选取………………………………………………………62.3.2整流电路分析………………………………………………………7第三章系统仿真及结果分析………………………………………………………83.1仿真软件简介………………………………………………………………83.2仿真电路及参数设置………………………………………………………83.3仿真

5、结果及分析…………………………………………………………11结束语………………………………………………………………………………14参考文献……………………………………………………………………………15附录总电路图……………………………………………………………………16II第一章电路总体设计方案1.1设计任务IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）。1.2功能要求说明1、输入直流电压：Ud=100V；2、输出功率：300W；3、开关频率5KHz；4、占空比10%~90%；5、输出电压脉率：小于10%。1.3设计方案及设计原理1.3.1设计总电路

6、确定降压斩波器电路如图1.1所示：图1.1降压斩波（buck）电路原理图此电路使用一个全控型器件T，图中为IGBT。并设置了续流二极管D，在T关断时给负载中电感电流提供通道。这种电路的电压源性质，负载为电源性质。电路完成把直流电压转换为较低的直流电压的功能。1.3.2设计原理为了分析稳态特性，简化推导，对图1.1做如下假设：（1）IBGT二极管是理想元件，即可以瞬间导通或截止，没有导通压降（导通时电阻为0），截止时没有漏电流。16（2）电感、电容是理想元件。电感工作在线性区而未饱和，寄生电阻为零，电容的等效串联电阻为零。（3）输出电压中的

7、纹压与输出电压的比值很小，可以忽略。则buck电路将有两种工作状态：（1）当IGBT导通如图1.2（a）所示，电源向负载供电，续流二极管因反向偏置而截止，电容开始充电，直流通过电感L向负载传递能量。此时，电感电流线性增加，储存的磁场能量也逐渐增加。负载R流过电流，两端输出电压上正下负。在一个开关周期内IGBT管T导通时间为。（2）当IGBT阻断如图1.2（b）所示，由于电感电流不能突变，故通过二极管D续流。电感电流逐渐减小，电感上的能量逐步消耗在负载上，电感电流降低，L上储能减小。电感电流减小时，电感两端的电压改变极性，二极管D承受正向偏

8、压而导通，构成续流通路，负载电压仍然是上正下负。当电感电流小于负载电流时，电容处于放电状态，以维持和不变。在一个开关周期内IGBT管T断开时间为-。图1.2Buck电路电感电流连续的工作状态定