电力电子实验报告_张丰伟_u201011871_电气1004

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1、.电气学科大类2010级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验四:电力电子基本实验)姓名张丰伟学号U201011871专业班号电气1004班同组者彭永晶学号U201011868专业班号电气1004班同组者邓育林学号U201011870专业班号电气1004班指导教师日期2013.5实验成绩评阅人.实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验二十八PWM信号的生成和PWM控制的实现实验二十九DC/DCPWM升压降压变换电路性能的研究实验三十三相桥式相控整流电路性能的研究实验三十一DC/AC单相桥

2、式SPWM逆变电路性能的研究设计性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分.目录目录3实验28PWM信号的生成和PWM控制的实现4一、任务与目标4二、总体方案设计4三、方案实现及具体设计5四、实验设计及具体结果5五、结果分析与讨论11六、实验思考题12实验29DC/DC—PWM升压、降压变换电路性能研究12一、任务和目标12二、总体方案设计13三、方案实现和具体设计13四、实验设计与实验结果14五、结果分析与讨论17六、实验思考题17实验30三相桥式相控整流电路性能的研究18一、任务和目标18二、总

3、体方案设计19三、方案实现和具体设计19四、实验设计与实验结果20五、结果分析与讨论25六、实验思考题26实验31：DC/AC单相桥式SPWM逆变电路性能研究27一、任务和目标27二、总体方案设计27三、方案实现和具体设计28四、实验设计与实验结果28五、结果分析与讨论36六、实验思考题36实验总结及自我评价总结38参考文献39.实验28PWM信号的生成和PWM控制的实现一、任务与目标掌握PWM控制芯片的工作原理和外围电路设计方法。掌握控制电路调试方法。了解其他PWM控制芯片的原理及设计原则。二、总体方案

4、设计1．PWM控制PWM控制的基本原理：将宽度变化而频率不变的的脉冲作为电力电子变换器电路中的开关管驱动信号，控制开关管的适时、适式的通断；而脉冲宽度的变化与变换器的输出反馈有着密切的联系，当输出变化时，通过输出反馈调节开关管脉冲驱动信号，调节驱动脉冲的宽度，进而改变开关管在每个周期中的导通时间，以此来抵消输出电压的变化，从而满足电能变换的需要。2．TL494及外围电路介绍TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494

5、是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可以通过外部的一个电阻和一个电容进行调节。输出电容的脉冲其实是通过电容上的正极性锯齿波电压与另外2个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触压器的时钟信号为低电平时才会被通过，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。控制信号由集成电路外部输入，一路送至时间死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于

6、锯齿波的周期4%，当输出端接地，最大输出占空比为96%，而输出端接参考电平时，占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压，即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降为零。2个误差放大器具有从—0.3V到(vcc—2.0)的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉的到。误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调智器的反相输入端进行“或”运算，正是这种

7、电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制电路。.图28-1PWM集成电路芯片TL494原理框图一、方案实现及具体设计1．基于PWM芯片的控制电路（包括外围电路）的设计：电路要求具有以上介绍的PWM控制的几个功能，可选择单路输出、双路推挽输出（具有约5us的死区）两种不同方案进行设计，开关频率为10kHz或20kHz；具有根据反馈电压调节脉宽功能、软启动功能、保护封锁功能，以及限流控制功能。2．分析一个具有PWM控制功能的电路，分析其所具有的功能，确定验证这些功能的实验步骤，列出必要的分析计算数据作为实验

8、的依据，预测实验结果，以便验证实验。3．以上两项可选择一项完成，也可根据自己的能力全部完成。4．扩展性实验要求：针对其他的PWM控制芯片进行设计，并针对这些芯片的不同功能部分进行探讨和设计。二、实验设计及具体结果1．PWM脉宽调节：软启动后，在V1端口施加电压作为反馈信号Vf，给定信号Vg=2.5v，改变V1端口电压大小，即可改变V3,从而改变输出信号的脉宽。V3越大，K越大，C=J+K越大，脉宽越小；反之脉宽越大。记录不同V