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1、电力电子技术课程设计班级建电1102班学号111705204姓名傅亦舒扬州大学能源与动力工程学院二零一三年十二月目录第一章课程设计报告题目3第二章课程设计内容3第三章BUCK变换器的工作原理3第一节电路原理图3第二节电路理想波形4第四章主电路的参数设置5第五章建立仿真模型6第一节直流降压斩波变换电路仿真模型图6第二节仿真结果6第六章仿真结果分析9第七章结论10第八章参考文献11第一章课程设计报告题目Buck变换器研究。第二章课程设计内容1主电路方案确定2绘制电路原理图、分析理论波形3器件额定参数的计算4建立仿真模型并进行仿真实验6电路性能分析：输出
2、波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等第三章Buck变换器的工作原理第一节电路原理图降压斩波电路的原理图如图a）所示。该电路使用一个全控型器件V,也可使用其他器件，若采用品闸管，需设置使品闸管关断的辅助电路。在图中，为在V关断时给负载中电感电流提供渠道，设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电了电路的供电电源，也可拖动丙流电动机或蓄电池负载等。如图a）：t=0吋刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E,负载电流io按指数曲线上升。E1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数Illi线F降。通常串接较人电
3、感L使负栽电流连续几脉动小。x.fC）电流断续时的波形第二节电路理想波形山图b）中的v的栅射电压陀波形可知，在r=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压U°=E,负载电流％按指数曲线上升。当t=t｝时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压“0近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续口脉动小，通常串接I，值很大的电感。至一个周期T结朿，再驱动V导通，重复上一周期的过程。当电路工作与稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为二一E=^EME口为V处于通态的时间；tofffon+t呱T为V处于断态的时间；
4、T为开关周期；Q为寻•通占空比。由此式知，输出到负载的电压平均值t/o最人为E,若减小占空比则（/（）随Z减小。因此将该电路称为降压斩波电路。负载电流的平均值为/（）=U。负载小的L值较小，则在V关断后，到了（2时刻,如图7所示，负载电流己衰减至零，会出现负载电流断续的情况。由波形可见，负载电压匕）平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可有三种控制方式。1）保持开关周期T不变，调节开关导通吋间称为脉冲宽度调制（PWM方式）。2）保持开关导通时间匚”不变，改变开关周期T,称为频率调制。3）/创和
5、T都可调，使占空比改变，称为混合型。第四章主电路的参数设置主电路中需耍确定参数的元器件有IGBT、二极管、直流电源、电感、电阻值的确定，其参数确定过程如下。1）对于电源，因为题冃要求输入电压为100V,且连续nJ调。其直流稳压电源模块的设计已在前面完成，直流稳压电源作为系统电源。2）电阻的选择。因为当输出电压为15V吋，输出电流为0」〜1A。所以由欧姆定律可得负载电阻值为R=Uq_E”,可得到电路电阻应该在15〜150Qo3）对于IGBT的选择，由图5易知当IGBT截止吋，回路通过二极管续流，此时IGBT两端承受最大正压为30V；而当Q=1吋，IG
6、BT有最大电流，其值为1A。故需选择集电极最大连续电流/>IV,反向击穿电压B哝。>30V的IGBT。而一般的IGBT基本上都可以满足这个耍求。4）二极管的选择。当0二1吋，其承受最大反压30V；而当Q趋近于1吋，其承受最大电流趋近于1A,故需选择额定电压大于30V,额定电流大于1A的二极管。5）电感L的值収无穷大。第五章建立仿真模型第一节直流降压斩波变换电路仿真模型图Conbnuousa）示波器测电流ontinuouspOwerfluib）示波器测电压第二节仿真结果直流电压源参数设置：直流电源电压为100V电卩H、电容参数设置：00.000000
7、000001F,L=O.1H,R=1Q脉冲发生器模块的参数设置:振幅为IV,周期为0.001s,脉冲宽度为50%和80%。1脉冲宽度为50%直流降压斩波变换电路仿真结果1irLrLnrLrLrvLrLnjmrLrLrLirLnjmjmnrLrLrLrLrLrLrLrLnjmjmrLrLrLrLrLrLnjTrLnrLnnrLrL111iiiIiiii流过负载电流负载电压2脉冲宽度为80%百流降压斩波变换电路仿真结果流过负载电流负载电压3电流断续时仿真结果经第七章可知连续断续临界点的L=0.0022Ho此处选L=0.001H,便丁观察。脉冲宽度为50
8、%血流降压斩波变换电路波形图脉冲宽度为80%丸流降斥斩波变换电路波形图此处选L=0.0002H,便于观察。脉冲宽度为80%
