實(shí)驗(yàn)四·直流斬波電路BUCK電路

《實(shí)驗(yàn)四·直流斬波電路BUCK電路》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、實(shí)驗(yàn)四直流降壓斬波電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解降壓斬波電路的工作原理及波形情況，掌握該電路的工作狀態(tài)及結(jié)果。2.研究直流降壓斬波電路的全過程3.掌握降壓斬波電路MATLAB的仿真方法，會(huì)設(shè)置各模塊的參數(shù)。二預(yù)習(xí)內(nèi)容要點(diǎn)1.降壓斬波電路工作的原理及波形2.輸入值輸出值之間的關(guān)系三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟圖2.11.降壓斬波電路(Buck?Chopper)的原理圖如圖2.1所示。圖中V為全控型器件，選用IGBT。D為續(xù)流二極管。由圖4-12b中V的柵極電壓波形UGE可知，當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源Ui向負(fù)載供電，UD=Ui。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)二極管D續(xù)

2、流，電壓UD近似為零，至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。負(fù)載電壓的平均值為:式中ton為V處于通態(tài)的時(shí)間，toff為V處于斷態(tài)的時(shí)間，T為開關(guān)周期，α為導(dǎo)通占空比，簡稱占空比或?qū)ū?α=ton/T)。由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值UO最大為Ui，若減小占空比α，則UO隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。2.（1）器件的查找以下器件均是在MATLABR2017b環(huán)境下查找的，其他版本類似。有些常用的器件比如示波器、脈沖信號(hào)等可以在庫下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索

3、查找（2）連接說明有時(shí)查找出來的器件屬性并不是我們想要的例如：示波器可以雙擊示波器進(jìn)入屬性后進(jìn)行設(shè)置。（3）參數(shù)設(shè)置1.雙擊直流電源把電壓設(shè)置為200V。負(fù)載電動(dòng)勢(shì)20V。’2.雙擊脈沖把周期設(shè)為0.001s，占空比設(shè)為30％，40%，80%，（可多設(shè)幾組）延遲角設(shè)為30度，由于屬性里的單位為秒，故把其轉(zhuǎn)換為秒即，30×0.02/360；3.雙擊負(fù)載把電阻設(shè)為10Ω，電感設(shè)為0.1H；4.雙擊示波器把Numberofaxes設(shè)為3，同時(shí)把History選項(xiàng)卡下的Limitdatapointstolast前面的對(duì)勾去掉；5.晶閘管和二極

4、管參數(shù)保持默認(rèn)即可四仿真及其結(jié)果降壓斬波仿真電路圖仿真波形及分析占空比為40％占空比為60％占空比為80％占空比80%圖2.2仿真波形圖占空比從圖中可以看出輸出電壓隨占空比的變化而變化其關(guān)系為U0=ɑUi五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)IGBT的門極驅(qū)動(dòng)條件密切地關(guān)系到他的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。門極電路的正偏壓uGS、負(fù)偏壓-uGS和門極電阻RG的大小，對(duì)IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。其中門極正電壓uGS的變化對(duì)IGBT的開通特性，負(fù)載短路能力和duGS/dt電流有較大的影響，而門極負(fù)偏壓對(duì)關(guān)斷特性的影

5、響較大。同時(shí)，門極電路設(shè)計(jì)中也必須注意開通特性，負(fù)載短路能力和由duGS/dt電流引起的誤觸發(fā)等問題。根據(jù)上述分析，對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)電路提出以下要求和條件：(1)由于是容性輸出輸出阻抗；因此IBGT對(duì)門極電荷集聚很敏感，驅(qū)動(dòng)電路必須可靠，要保證有一條低阻抗的放電回路。(2)用低內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)源對(duì)門極電容充放電，以保證門及控制電壓uGS有足夠陡峭的前、后沿，使IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外，IGBT開通后，門極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)提供足夠的功率，使IGBT不至退出飽和而損壞。(3)門極電路中的正偏壓應(yīng)為+12～+15V；負(fù)偏壓應(yīng)為-2V～-10V。(4)

6、IGBT驅(qū)動(dòng)電路中的電阻RG對(duì)工作性能有較大的影響，RG較大，有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率，但會(huì)增加IGBT的開關(guān)時(shí)間和開關(guān)損耗；RG較小，會(huì)引起電流上升率增大，使IGBT誤導(dǎo)通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān)，一般在幾歐～幾十歐，小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)IGBT的自保護(hù)功能。IGBT的控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配，另外，在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下，IGBT的G～E極之間不能為開路。IGBT驅(qū)動(dòng)電路分類驅(qū)動(dòng)電路分為：分立插腳式元

7、件的驅(qū)動(dòng)電路；光耦驅(qū)動(dòng)電路；厚膜驅(qū)動(dòng)電路；專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。本文設(shè)計(jì)的電路采用的是專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。IGBT驅(qū)動(dòng)電路分析隨著微處理技術(shù)的發(fā)展(包括處理器、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器件)，數(shù)字信號(hào)處理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)由處理器集成的PWM模塊產(chǎn)生的。而PWM接口驅(qū)動(dòng)能力及其與IGBT的接口電路的設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。