基于NE555的直流升壓斬波電路

1、*工程學(xué)院電力電子技術(shù)B課程實(shí)習(xí)報告項(xiàng)目名稱：簡單電力電子系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)老師：小組負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目組成員：二零一六年*工程學(xué)院一、設(shè)計說明書1、設(shè)計題題目：通過NE555定時器構(gòu)成多諧振蕩器，使電路產(chǎn)生震蕩，輸出矩形脈沖控制電力電子開關(guān)MOSFET通斷。然后，用降壓斬波電路減小占空比達(dá)到調(diào)節(jié)LED的亮度得目的。設(shè)計要求：(1)設(shè)計基于NE555的直流升壓斬波電路。(2)通過調(diào)節(jié)開關(guān)MOSFET通斷，調(diào)節(jié)占空比，改變LED燈的亮度。電路器件：器件名稱數(shù)量NE551二極管3發(fā)光二極管1電阻2滑動變阻器1電容2電感1MOSFET12、設(shè)計原理：(1)電容耦合是無法放大直流信號的.所以就需要用斬波器將

2、直流信號進(jìn)行分段變換成直流脈動信號來處理.直流斬波電路就是用來處理直流信號的電路。斬波就是指在原有的直流信號基礎(chǔ)上(示波器顯示為一條水平直線)，用一個電子開關(guān)按一定頻率不斷開關(guān)，這樣的話，原有的直流波形就成了一個類似方波的東西，相當(dāng)于原來的直線被斬成了很多段，所以叫斬波。斬波就是在直流通路上，加一個電子開關(guān)，用三極管，場效應(yīng)管都可以，來控制電子開關(guān)的信號。(2)升壓斬波電路的原理圖如圖1所示。該電路中使用一個全控型器件P-MOSFET即為電力場效應(yīng)晶體管。它是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此它的一個顯著特點(diǎn)是驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率??；第二個顯著特點(diǎn)是開關(guān)速度快、工作頻率高。圖1升壓斬波電

3、路原理圖分析升壓斬波電路的工作原理時，首先假設(shè)電路中電感L值極大，電容C值極大。當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為Ii,同時電容C上的電壓向負(fù)載R供電。因電感C值很大，基本保持輸出電壓u。為恒值，即為U。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton,此階段電感L上積蓄的能量為Ellton。當(dāng)V處于斷態(tài)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為tof,則電感L釋放的能量為(UoE)I3f。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：Ellton(UoE)|ltoff化簡的結(jié)果為:XetofftontoffUoEtoff電路中導(dǎo)通角與關(guān)斷角的

4、關(guān)式中，T/toff1,故稱該電路為升壓斬波電路。系如下所示因此，上式可表示為1UoE2E1-a升壓斬波電路之所以能使輸出電壓高于電源電壓，關(guān)鍵有兩個原因：一是電感L儲能之后具有使電壓泵開的作用，二是電容C的作用使得輸出電壓Uo不變,但實(shí)際上C值不可能為無窮大，在此階段其向負(fù)載放電，Uo必然會有所下降，故實(shí)際輸出電壓會略低于所得結(jié)果。不過，在電容C值足夠大時，誤差很小，基本可以忽略。如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負(fù)載R消耗，即EliUolo該式表明，升壓斬波電路可看成是直流變壓器。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)并結(jié)合式上式得出輸出電流的平均值I0為由上式即可得出電源電流I1為liUoIo1E2二B2R3、設(shè)計方案(1)電路原理圖脈沖發(fā)生電路NE555H流新波電路仿真圖二、調(diào)試過程及最終結(jié)果1、根據(jù)斬波原理圖輸出電壓平均值空載時，Rr0,輸出電壓最大，電源電壓U2,電容C處的Uc=2U重載時，R很小，電容放電很快，幾乎失去儲能作用。隨著負(fù)載加重，U逐漸趨近于0.9U2,即趨近于電阻負(fù)載特性。在設(shè)計時根據(jù)負(fù)載的情況選擇電容C,使RC325T為交流電源的周期，此時輸出電壓為Uc1.2U(1)Uc5V則uUc5V4.17V(2)1.21.235_C-T1.54.5mF(3)2R最終結(jié)果三、心得體會本次實(shí)驗(yàn)用上了之前數(shù)字邏輯設(shè)計基