直流斬波電路Buck、Buck-Boost 開(kāi)關(guān)電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、專(zhuān)業(yè)：_自動(dòng)化_姓名：_陳園園_學(xué)號(hào)：_30802297_日期：周五下午第二節(jié)_ 地點(diǎn)：_理五A-206_裝 訂 線 城市學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)： 電力電子技術(shù) 指導(dǎo)老師：_唐益民_ 成績(jī)：實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 直流斬波電路Buck、Buck-Boost 開(kāi)關(guān)電路實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：_同組學(xué)生姓名：_褚盼盼、周芳芳、林雅婷、魯穎瑩_4-1 BUCK電路實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Buck降壓開(kāi)關(guān)變換電路的工作原理及特點(diǎn)；2、掌握Buck降壓開(kāi)關(guān)變換電路的調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)線路及原理實(shí)驗(yàn)線路如圖3-14所示：圖3-14實(shí)驗(yàn)線路圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、主電路電感電流處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量；2、主電

2、路電感電流處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量；3、主電路電感電流處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量；4、研究頻率變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響；5、研究負(fù)載變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響；6、研究主電路電感L的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響；7、占空比K與輸出電壓UO之間的的函數(shù)關(guān)系測(cè)試；8、輸入濾波器的作用觀測(cè)。四、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、DDS01電源控制屏； 2、DDS31“Buck、BuckBoost”實(shí)驗(yàn)掛箱；3、DT14“直流電壓、電流表”實(shí)驗(yàn)掛箱；4、示波器等。五、實(shí)驗(yàn)方法1、主電路電感電流處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量打開(kāi)DDS31掛箱右下角電源開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)B

3、uck主電路單元S1電源開(kāi)關(guān)。按表8接線：表87211719206134513141415 接線完畢，仔細(xì)核對(duì)無(wú)誤，千萬(wàn)不要將線錯(cuò)接在BuckBoost單元上。開(kāi)啟Buck單元S1電源開(kāi)關(guān)，將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“通”，將RP1負(fù)載電位器調(diào)在中間適當(dāng)位置。用示波器測(cè)量“8”和“11”RS3兩端波形，此波形即電感電流iL波形。調(diào)節(jié)“PWM與驅(qū)動(dòng)電路單元”RP2電位器，使電感電流波形處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)后，測(cè)量uDS（5、7端）、uGS（6、7端）、uD（9、10端）、uL (11、13端)并標(biāo)注數(shù)值、iL（8、11端）、ie（7、8端）、iD（8、9端），記錄它們的波形，注意它們之間的相位關(guān)系。uDSu

4、GS: uD:uL: iL:ie: iD:2、主電路電感電流處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量保持原接線，調(diào)節(jié)“PWM與驅(qū)動(dòng)電路單元”RP2電位器，使電感電流iL波形處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)后，測(cè)量uDS、uGS、uD、uL 、iL（標(biāo)注數(shù)值）、ie、iD，記錄它們的波形，注意它們之間的相位關(guān)系。uDSuGS:uD:uL:iL:ie: iD:3、主電路電感電流處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路各工作點(diǎn)波形的研究測(cè)量保持原接線，調(diào)節(jié)“PWM與驅(qū)動(dòng)電路單元”RP2電位器，使電感電流iL波形處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)后，測(cè)量uDS、uGS、uD、uL 、iL（標(biāo)注數(shù)值）、ie、iD、記錄它們的波形，注意它們

5、之間的相位關(guān)系。uDSuGS:uD:uL: iL:ie: iD:4、研究頻率變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響 保持原接線，調(diào)節(jié)“PWM與驅(qū)動(dòng)電路單元”RP2電位器，使電感電流iL波形處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，用示波器測(cè)量“17”、“18”兩端輸出波形的頻率；再將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“斷”，觀察頻率變化對(duì)電感電流iL的影響，并記錄電感電流iL的變化（是連續(xù)導(dǎo)通還是斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)）。推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和負(fù)載電壓的變化。S2開(kāi)： S2斷：5、研究負(fù)載變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響 保持原接線，再將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“通”，恢復(fù)電感電流iL波形處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，調(diào)節(jié)負(fù)載電位器RP1，從小到大，觀察

6、并記錄電感電流iL的變化。觀察并記錄負(fù)載電壓的變化。推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD的變化。RP1?。?RP1大：負(fù)載電壓從小到大變化： 6、研究主電路電感L的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響 保持原接線，將RP1負(fù)載電位器調(diào)在中間適當(dāng)位置，使電感電流波形處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)后，將“11”端和“12”端連接在一起，觀察并記錄電感電流iL的變化；將“11”端和“12”端的連接斷開(kāi)，再將“12”端和“13”端連接，觀察并記錄電感電流iL的變化。推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和負(fù)載電壓的變化。iL變化-11接12： 12接13：7、占空比K與輸出電壓UO之間的的函數(shù)關(guān)系測(cè)試首先，用

7、電壓表測(cè)量輸入電壓Ud即“1”、“2”端，再用電壓表接在“15”、“16”兩端，監(jiān)測(cè)輸出電壓U0，調(diào)節(jié)RP2，使占空比K從小到大，記錄56組數(shù)據(jù)（其中30伏必測(cè)），并填入表9。表9K0.210.280.410.580.680.86Ud（V）28.2028.8127.6127.0226.5825.79UO(V)5.98.111.415.618.222.2根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制UOK曲線，并給出它們的函數(shù)表達(dá)式。8、輸入濾波器的作用觀測(cè)先用示波器接“2”端和“10”端，觀察is的波形，或者用示波器接“1”和“2”端 觀察輸入電壓的波形，并記錄；然后斷開(kāi)“1”和“3”、“4”和“5”的連接，并將“1”端和

8、“5”端連接。觀察此時(shí)的is波形或者輸入電壓（“1”和“2”端）的波形，比較它們之間的區(qū)別。（我們組實(shí)驗(yàn)是以測(cè)1，2段電壓為準(zhǔn)）起始： 1接5：六、實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要調(diào)節(jié)Buck電路的工作狀態(tài)，仔細(xì)觀察電感電流iL 波形峰底轉(zhuǎn)折點(diǎn)的狀態(tài)，平滑轉(zhuǎn)折為連續(xù)導(dǎo)通，每個(gè)周期間有一定的震蕩波形間斷為斷續(xù)，在連續(xù)導(dǎo)通將變?yōu)閿嗬m(xù)的一刻既為臨界導(dǎo)通狀態(tài)。2. 在研究頻率變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響時(shí)，改變頻率的大小，uDS、uGS、uD、uL 的周期變小，頻率變大，即占空比變小，而ie、iD 的峰峰值則變大。3在研究負(fù)載變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響時(shí)，調(diào)節(jié)負(fù)載電位器RP1從小到大改變，uDS、uGS、uD、

9、uL的周期變大，頻率變小，即占空比變大，而ie、iD 的峰峰值則變小。4在研究主電路電感L的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響中，當(dāng)11端連12端時(shí)，uDS、uGS的周期變小，頻率變大，即占空比變小，uD、uL的周期變大，頻率變小，即占空比變大，而ie、iD 的峰峰值則變大；當(dāng)12端連13端時(shí)，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD 除峰峰值變化外，占空比基本不變。5. 進(jìn)行輸入濾波器的作用觀測(cè)時(shí)，由于測(cè)電壓時(shí)比測(cè)電流的現(xiàn)象更明顯，所以圖形以測(cè)電壓時(shí)的為基準(zhǔn)。1、按時(shí)序畫(huà)出Buck電路在臨界、連續(xù)、斷續(xù)導(dǎo)通三種狀態(tài)下，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL、iD各點(diǎn)波形。2、已知輸入電壓Ud為60V

10、，輸出電壓UO為30V，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)I、占空比K、電路工作頻率f,求主電路電感L和C？3、輸入濾波器的作用是什么？ 在輸入回路中加入濾波電路，可以改善電源輸入電流波形，減少對(duì)電源的干擾。但在輸出回路中加濾波電路時(shí)效果不如前者，原因是在工作電路中已存在電容C2，故對(duì)改善輸出電流效果不大。4、 簡(jiǎn)述Buck電路的特點(diǎn)。 Boost電路：升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同 4-2 Buck-Boost 開(kāi)關(guān)電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握(BuckBoost)升降壓開(kāi)關(guān)變換電路的工作原理及特點(diǎn)；2、掌握(BuckBoost）升降壓變換開(kāi)關(guān)電路的調(diào)試方法。二.實(shí)驗(yàn)

11、線路及原理實(shí)驗(yàn)線路如圖3-18所示： 圖3-18實(shí)驗(yàn)線路圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、主電路電感電流處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)；2、主電路電感電流處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)；3、主電路電感電流處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)；4、研究頻率變化對(duì)電路工作的影響；5、研究負(fù)載改變對(duì)電路工作的影響；6、研究主電路電感L改變對(duì)電路工作的影響；7、占空比k與輸出電壓U0之間的函數(shù)關(guān)系測(cè)試；8、研究輸入濾波器的作用。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1、DDS01電源控制屏；2、DDS31 Buck、Buck-Boost單元實(shí)驗(yàn)掛箱；3、DT14“直流電壓、電流表

12、”實(shí)驗(yàn)掛箱；4、示波器等。五、實(shí)驗(yàn)方法1、主電路電感電流處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)打開(kāi)DDS31實(shí)驗(yàn)掛箱右下角的電源開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)BuckBoost電路單元電源開(kāi)關(guān)S3，按表10接線：表102128171920272224252631323536接線完畢，仔細(xì)核對(duì)無(wú)誤，注意千萬(wàn)不要將線錯(cuò)接在Buck單元上。接通電源將S3開(kāi)關(guān)撥向“通”。將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“通”，將RP3負(fù)載電位器調(diào)在中間適當(dāng)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)RP2調(diào)節(jié)占空比，用示波器接到“29”和“30”兩個(gè)端口即RS4兩端，觀察電感電流iL使之處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，用示波器觀察測(cè)量uDS（26、28端）、uGS（27、28端）、uD

13、（33、35端）、uL（30、31端） 、ie（28、29端）、iL（29、30端并標(biāo)注數(shù)值）、iD（29、33端），記錄它們的波形，注意它們之間的相位關(guān)系。uDS：uGS:uD:uL: ie:iL: iD:2、主電路電感電流處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)保持原接線，將示波器接到“29”和“30”兩個(gè)端口即RS4兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)RP2調(diào)節(jié)占空比，觀察電感電流iL使之處于斷續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，用示波器觀察測(cè)量uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL（標(biāo)注數(shù)值）、iD，記錄它們的波形，注意它們之間的相位關(guān)系。uDS：uGS：uD：uL： ie：iL： iD：3、主電路電感電流處于臨界連續(xù)導(dǎo)通

14、狀態(tài)時(shí)，電路相關(guān)各工作點(diǎn)波形的研究觀測(cè)保持原接線，轉(zhuǎn)動(dòng)RP2調(diào)節(jié)占空比，觀察電感電流iL使之處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，用示波器觀察測(cè)量uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL（標(biāo)注數(shù)值）、iD，記錄它們的波形，注意它們之間的相位關(guān)系。uDS：uGS：uD：uL： ie：iL： iD：4、研究頻率變化對(duì)電路工作的影響保持原接線，調(diào)節(jié)“PWM與驅(qū)動(dòng)電路單元”RP2電位器，使電感電流iL波形處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，用示波器測(cè)量此時(shí)的輸出波形的頻率；再將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“斷”，觀察頻率變化對(duì)電感電流iL的影響，并記錄電感電流iL的變化。并推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和負(fù)載電壓的變化。S2開(kāi)：

15、 S2斷：5、研究負(fù)載改變對(duì)電路工作的影響保持原接線，再將頻率開(kāi)關(guān)S2撥向“通”，轉(zhuǎn)動(dòng)RP2調(diào)節(jié)占空比K，用示波器觀察電感電流iL，使之處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)RP3，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻從小到大，觀測(cè)負(fù)載電壓的變化，觀察電感電流iL的波形，記錄它的變化趨勢(shì)。同時(shí)，推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD的變化。（所記圖形為負(fù)載電阻從小到大變化是的情況，左小右大）iL： 6、研究主電路電感L改變對(duì)電路工作的影響保持原接線，轉(zhuǎn)動(dòng)RP2，調(diào)節(jié)占空比K，用示波器觀察電感電流iL，使之處于臨界連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，再將“34”和“30”連接，即L2和L3并聯(lián)，記錄電感電流iL的波形。同時(shí)，推測(cè)uDS、uGS、u

16、D、uL 、ie、iD和負(fù)載電壓的變化。然后斷開(kāi)“31”和“32”、“30”和“34”的連接，將“31”和“34”連接，即將L2和L3串聯(lián)，記錄電感電流iL的波形。同時(shí)，推測(cè)uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和負(fù)載電壓的變化。34接30： 31接34：7、占空比K與輸出電壓U0之間的函數(shù)關(guān)系測(cè)試用電壓表分別測(cè)量輸入電壓Ud（“22”、“23”兩端），和輸出電壓U0（“36”、“37”兩端），調(diào)節(jié)RP2使占空比K從小到大，記錄56組數(shù)據(jù)，并填入表11：表11K0.230.520.630.650.660.68Ud (V)38.537.135.735.234.834.3UO (V)11.824

17、0.196064.4768.8472.61根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，繪制UOK的曲線，并給出它們的函數(shù)表達(dá)式。8、研究輸入濾波器的作用將示波器接到“23”、“32”兩端，（或用示波器接到“22”、“23”兩端）觀察is記錄波形，然后斷開(kāi)“22”和“24”、“25”和“26”的連接線，連接“22”和“26”，將輸入濾波器斷開(kāi)，記錄波形，比較它們之間的區(qū)別。（圖以測(cè)22，23段電壓為準(zhǔn)）起始： 22接26后：六、實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要調(diào)節(jié)Buck-Boost電路的工作狀態(tài)，其調(diào)節(jié)方式于調(diào)節(jié)Buck電路的工作狀態(tài)方式相同。2. 在研究頻率變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響時(shí)，改變頻率的大小，uDS、uGS、uD、uL 的周期變小，頻率變大，即占空比變小，而ie、iD 的峰峰值則變大。3在研究負(fù)載變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響時(shí)，調(diào)節(jié)負(fù)載電位器RP1從小到大改變，uDS、uGS、uD、uL的周期變大，頻率變小，即占空比變大，而ie、iD 的峰峰值則變小。4在研究主電路電感L的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響中，當(dāng)34端連30端時(shí)，uDS、uGS的周期變小，頻率變大，即占空比變小，uD、uL的周期變大，頻率變小，即占空比變大，而ie、iD 的峰峰值則變大；當(dāng)31端連34端時(shí)，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD 除峰峰值變化外，占空比基本不變。