電力電子實驗指導(dǎo)書

1、.電力電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書;.目錄電力電子實驗平臺說明2實驗一三相半波可控整流電路實驗5實驗二三相橋式可控整流電路實驗11實驗三降壓式（ buck）直直變換器實驗15實驗四升壓式（ boost）直直變換器實驗20實驗五單端反激式直直變換器實驗24實驗六單端正激式直直變換器實驗29實驗七半橋直直變換器實驗34;.電力電子實驗平臺說明一實驗臺總體結(jié)構(gòu)電力電子技術(shù)教學(xué)實驗臺總體外觀結(jié)構(gòu)如下圖所示。整個實驗臺由儀表屏、電源控制屏、實驗掛箱區(qū)、下組件區(qū)、實驗桌等組成。儀表屏實驗掛 箱下組 件電源 控制屏實 驗桌圖 1 電力電子技術(shù)實驗平臺儀表屏：配置指針式和數(shù)字式儀表，提供實驗時需要的儀表。電源控制屏：控

2、制整個實驗臺的電源，通過隔離變壓器輸出三相交流電源。實驗桌：內(nèi)可放置各種組件。實驗掛箱區(qū)：放置實驗時所需的功能組件。下組件區(qū)：放置直流電源以及變壓器、可調(diào)電阻、電抗器等。二、供電電源1整機容量：1.5kva2 、工作電源：三相/380v/50hz/3a;.三、主要部件說明斷路器 ,作為整個實驗臺的總電源開關(guān)當要斷開主電路電源時，按下此按鈕，紅色燈亮，表示主電路電源斷開在“斷開 ”按鈕燈熔斷器座， 當發(fā)亮?xí)r，按此按更換保險絲鈕，則三相主回路時，不可放大電源接通，同時綠容量色燈亮。圖 2電源控制屏三相交流主電源輸出電源指示燈， 當電壓正常輸出時，電源指示燈亮閉合斷路器，“斷開”按鈕上的紅色指示燈亮

3、，此時實驗平臺控制屏左右兩邊單相電源插座都會帶電，都有 220v 電源輸出， 平臺內(nèi)部的航空插座也已帶電。按下綠色的“閉合”按鈕開關(guān)，三相電源會通過斷路器、主接觸器、隔離變壓器、過流保護后輸出， u、v、w接線柱有強電輸出。實驗完畢后， 按下紅色“斷開”按鈕，即可斷開u、v、 w接線柱的電壓輸出。三相電源帶有熔斷器形成過流保護，當發(fā)生短路或者輸出電流超過3a 時，熔斷器熔斷，避免燒毀變壓器。當有電壓輸出時，對應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)亮，如無電壓輸出，可檢查是否由于電流太大而燒毀熔斷器。四、上電操作步驟1、閉合漏電斷路器，紅色斷開指示燈會亮，控制屏上所有單相電源有交流220v 電壓，控制交直流儀表的電源

4、、所有掛件電源均得電。2、按下綠色 “閉合” 按鈕，可聽到繼電器吸合聲，紅色“斷開” 按鈕指示燈會熄滅，;.“閉合”按鈕指示燈亮，三相交流電源有輸出。五、斷電操作步驟1、將所有實驗掛箱及儀表電源開關(guān)指向off處，按下“斷開” 按鈕，斷開指示燈亮。2、斷開漏電斷路器，指示燈全滅。;.實驗一三相半波可控整流電路實驗一、實驗?zāi)康牧私馊喟氩煽卣麟娐返墓ぷ髟恚芯吭陔娮柝撦d和電阻 電感性負載時的工作情況。二、實驗原理ud圖 3三相半波可控整流電路主電路拓撲abcawti ai bwti cwti dwtwtu acwt圖 4 三相半波可控整流電路波形圖圖3 是三相半波可控整流電路主電路拓撲，負載

5、為阻感性負載，電感l(wèi) 值很大。圖 4 是三相半波可控整流主電路波形圖，三個晶閘管的觸發(fā)脈沖互差120，在三相電路中，規(guī)定自然換相點為觸發(fā)控制角a 的零點，即 a =0。在（圖中 a=60 ）時刻觸發(fā) a 相晶閘管 q1 導(dǎo)通，a 相電壓加到負載上，q1 管流過負載電流id ，a 30時，當 a 相過零時，由于電感的存在，阻止電流下降，因而 q1 繼續(xù)導(dǎo)通一直持續(xù)到時 b 相晶閘管q2 被觸發(fā)為止。當時刻觸發(fā)b 相晶閘管q2， q1 立即承受反向電壓而關(guān)斷，負載電流也立;.即轉(zhuǎn)移到q2 管，負載被施加b 相電壓，一直持續(xù)到時 c 相晶閘管q3 被觸發(fā)為止。在時觸發(fā) c 相晶閘管 q3， q2 管

6、立即承受反向電壓而關(guān)斷，負載電流也就立即轉(zhuǎn)移到q3 管， c 相電壓加到負載上，直到a 相晶閘管q1 再一次被觸發(fā)為止。輸出直流電壓平均值為三、實驗設(shè)備及介紹圖號按照出現(xiàn)的順序標！1、實驗設(shè)備（ 1） nmcl-iii電力電子技術(shù)及電氣傳動實驗裝置；（ 2） nmcl-33f觸發(fā)電路及晶閘管主回路掛箱，如圖6 所示；（ 3） nmcl-03g 可調(diào)電阻器，如圖 8 所示；（ 4） nmcl-331 平波電抗器，如圖 9 所示；（ 5）示波器；（ 6）萬用表。（ 7）導(dǎo)線。2、 nmcl-33f觸發(fā)電路和晶閘管主回路掛箱面板介紹觸發(fā)電路和晶閘管主回路掛箱面板圖見圖5 和圖6。nmcl 33f 由

7、脈沖控制及移相，脈沖觀察孔，一組可控硅，二組可控硅及二極管組成。（ 1）觸發(fā)電路實驗臺提供相位差為60o的六組雙脈沖，分別由兩路功放進行放大，分別由ubif和 ubir 進行控制。當ubif 接地時，第一組脈沖放大電路進行放大。當ubir 接地時，第二組脈沖放大電路進行工作。使用注意事項：（ a）觀察孔在面板上俱為小孔，僅能接示波器， 不能接任何信號。特別是六路雙脈沖觀察孔，萬不可和 i 、 ii 組晶閘管的控制極相連。（ b） 1-6 組雙脈沖相位差為 60o，且后一組脈沖滯后前一組脈沖，如果出現(xiàn)后一組脈沖超前前一組脈沖，則說明實驗臺輸入的三相電源相序錯誤，只要更換三相電源插座任意兩相即可。

8、(2)fbc+fa（電流變送器與過流保護）：此單元有三種功能：一是檢測電流反饋信號，二是發(fā)出過流信號，三是發(fā)出過壓信號。（ a）電流變送器;.電流變送器檢測可控硅變流器交流進線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號，零電流信號和過電流邏輯信號等。（ b）過流過壓保護（fa）當主電路電流超過某一數(shù)值后 (2a 左右 ) ，電壓超過 260v，接觸器動作， 斷開交流主電路，同時過流過壓指示發(fā)光二極管亮，按下復(fù)位按鈕可以復(fù)位。(3) 主回路使用注意事項：外加觸發(fā)脈沖時，必須切斷內(nèi)部觸發(fā)脈沖同步電壓觀察孔，波形為正弦波， 線電壓為 50v 左右，v相滯后u 相，w 相滯后 v 相均為 120 0

9、雙脈沖觀察孔，相鄰o脈沖 相位差為 60 。可通過示波器觀察脈沖和同步電壓的波形，進行移相角度的測量。iz ：零電流檢測信號if ：電流反饋信號，過壓過流指示，當過流過壓 動作后， 如故障反饋強度由 rp1 進已經(jīng)排除，則按下復(fù)位按鈕，恢復(fù)正常工作行調(diào)節(jié)。脈沖移相控制端，當輸入正電壓時，脈沖前移， 輸入負電壓時，脈沖后移 ，移相范圍為 100170 0 。偏移電位器， 調(diào)節(jié)a 的初始角脈沖放大電路控制端， 分別控制 i 、ii組脈沖放大電路的工作狀態(tài) 。i 、ii 組 晶閘管，當進行三相電路實驗時 ，脈沖已在內(nèi)部接好 ，當進行單相實驗時 ，需外加觸發(fā)脈沖。二極管整流橋：由六只 5a800v二極

10、管構(gòu)成圖 5nmcl-33f觸發(fā)電路和晶閘管主回路掛箱介紹;.圖 6 觸發(fā)電路和晶閘管主回路掛箱;.2、三相半波電路接線圖觸發(fā)電路及晶閘管變壓器主回路直流電流表a電源控制屏1qq35電阻負載qurdvv直流電壓表w平波電抗器11 組晶閘管觸發(fā)電路和晶閘管主回路脈沖移相控制g給定uguct脈沖放大電路圖 7 三相半波電路接線圖四、預(yù)習(xí)內(nèi)容(1)預(yù)習(xí)三相半波可控整流電路工作原理、可控硅觸發(fā)電路工作原理。(2)根據(jù)實驗?zāi)康募耙笸瓿傻膶嶒瀮?nèi)容和實驗報告擬定實驗方案，寫出實驗步驟、要測取的實驗數(shù)據(jù)、波形及要達成的目標。五、實驗報告（ 1）研究主電路在電感性負載和電阻性負載情況下的基本電量關(guān)系并與理論值

11、比較，說明差異原因；（ 2）用曲線說明電阻性負載和電感性負載下輸出電壓與觸發(fā)角的關(guān)系；;.圖 8 可變電阻器圖 9平波電抗器;.實驗二三相橋式可控整流電路實驗一、實驗?zāi)康募由顚θ嗳貥蚴秸麟娐饭ぷ髟砗吞匦缘睦斫猓斫饪煽卣麟娐穼ο嘈虻囊?。二、實驗原?. 三相橋式全控整流電路主電路原理圖 10三相橋式全控整流電路主電路拓撲u 2a = 0 u au bu cow t 1w tu 2lu abu acu abu acu bcu bau cau cbu dow ti q1ou q 1u abu acu bcu bau cau cbu abuw tacow tu abu ac圖 11電阻性

12、負載=0o時三相橋式全控整流電路波形圖三相橋式全控整流電路主電路拓撲如圖10 所示，陰極連接在一起的3 個晶閘管 （ q1、q3 、q5）構(gòu)成 共陰極組；陽極連接在一起的3 個晶閘管 （q2、 q4、 q6）構(gòu)成共陽極組。晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的原則是：共陰極組的晶閘管，哪個陽極電位最高時，哪個晶閘管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo);.通；共陽極組的晶閘管，哪個陰極電位最低時，哪個晶閘管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通。如圖所示，必須有共陰極組和共陽極組各一個晶閘管同時導(dǎo)通，才能形成輸出通路；所以要給對應(yīng)導(dǎo)通的共陰極組和共陽極組中的一對晶閘管同時加有觸發(fā)脈沖才行。對共陰極組觸發(fā)脈沖依次觸發(fā) q1、 q3 、q5，它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差為120

13、o.對共陽極組觸發(fā)脈沖依次觸發(fā)q2、q4 、q6，其觸發(fā)脈沖的相位差也是120o。接在同一相上下兩個橋臂的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位差是180o.例如接在a 相的 q1 和 q4 的觸發(fā)脈沖的相位差是180o。由于電路中共陰極組與共陽極組換流點相隔60o，所以每隔60o 有一次換流。在三相橋式整流電路中，為保證電路正常工作，觸發(fā)脈沖通常是雙窄脈沖或?qū)捗}沖。晶閘管的換流在共陰極組q1、 q3、q5 或者共陽極組q2、q4、 q6 之間進行，每隔60有一個晶閘管要換流，因此每隔60 要觸發(fā)一個晶閘管，其帶電阻性負載，在控制角為0o時的波形圖如圖11 所示。各自然換相點既是相電壓的交點，同時也是線電

14、壓的交點。u2和 u2l 為電源變壓器次級相電壓和線電壓，ud 是負載端輸出電壓， uq1 是晶閘管 q1 承受的電壓，i q1 是流過晶閘管 q1 的電流。 表 1 給出了三相橋式全控整流電路帶電阻性負載，觸發(fā)角a=0 時的工作波形。表 1 三相橋式全控整流電路電阻性負載a =0 時晶閘管工作情況時段共陰極組中導(dǎo)q1q1q3q3q5q5通的晶閘管共陽極組中導(dǎo)q6q2q2q4q4q6通的晶閘管整流輸出電壓ua-ub=u abua-uc=u acub-uc=u bcub-ua=u bauc-ua=u cauc-u b=u cbud三相橋式全控整流電路整流電壓平均值與控制角的關(guān)系如下。(1)電阻性

15、負載控制角 a 60時：12a3ud6u2 sin wtd ( wt )2. 34u2 cos a3a3控制角 a60 時：36sinwtd(wt)2. 341 cos(a)udu2u233a式中， ud 為整流電壓平均值，u 2 為變壓器副邊相電壓。由上可知，在阻性負載下，控;.制角 的最大移相范圍為120 。(2)大電感負載假設(shè)負載為阻感性，且電感感值很大，電感電流連續(xù)。123uda6u2 sin wtd ( wt )2. 34u2 cos aa33在感性負載下，電路的控制角的最大移相范圍為90 。三、實驗設(shè)備及介紹1、實驗設(shè)備(1) n mcl-iii 電力電子技術(shù)及電氣控制實驗裝置；(

16、2) n mcl-33f觸發(fā)電路及晶閘管主回路掛箱，如圖6 所示；(3) n mcl-03g 可變電阻器，如圖 8 所示；(4) n mcl-331 平波電抗器，如圖 9 所示；(5) 示波器；(6) 萬用表；(7) 導(dǎo)線。2、 nmcl-33f觸發(fā)電路和晶閘管主回路掛箱面板介紹同三相半波可控整流電路。3、實驗接線圖圖 12三相橋式全控整流電路實驗接線圖四、預(yù)習(xí)內(nèi)容(1)預(yù)習(xí)三相橋式全控整流電路工作原理、可控硅觸發(fā)電路工作原理。;.(2)根據(jù)實驗?zāi)康募耙笸瓿傻膶嶒瀮?nèi)容和實驗報告擬定實驗方案，寫出實驗步驟、要測取的實驗數(shù)據(jù)、波形及要達成的目標。五、實驗報告（ 1）用曲線說明電阻性負載和電感性負

17、載下輸出電壓與觸發(fā)角的關(guān)系；（ 2）研究主電路在電感性負載和電阻性負載情況下的基本電量關(guān)系并與理論值比較，說明差異原因；（ 3）為什么實驗中電阻性負載的移相范圍沒有達到120？;.實驗三降壓式（ buck）直直變換器實驗一、實驗?zāi)康?1)理解電壓控制型芯片脈寬調(diào)制原理；(2)加深對降壓式(buck) 直直變換器工作原理及特性的理解。二、實驗原理iqlici diluiqc+uodrl圖 13buck 直直變換器主電路拓撲圖 14b uck 直直變換器電感電流連續(xù)時波形圖;.buck 降壓式直直變換器主電路拓撲如圖13 所示，電感電流工作在連續(xù)模式下的主電波形圖如圖14 所示。在開關(guān)管q 關(guān)斷期

18、間，電感電流始終不小于零的狀態(tài)稱為連續(xù)導(dǎo)通模式（ ccm ）。從電路圖中可以看到當開關(guān)管 q 導(dǎo)通時，二極管 d 反向截止， 當開關(guān)管 q 截止時，二極管 d 正向?qū)ǎ闺姼?l 中流過不間斷的電流。穩(wěn)態(tài)運行時，根據(jù)法拉第定律，電感電壓一個周期內(nèi)的伏秒積等于零，有如下式此時，輸出電壓與輸入電壓的比值是因此，輸出電壓總是小于輸入電壓。如果輸出電流較小或者開關(guān)頻率較低，在開關(guān)管q 關(guān)斷期間，電感電流在部分時間內(nèi)等于零，變換器就工作在斷續(xù)導(dǎo)通模式（dcm ）。此時，輸出電壓和輸入電壓之間關(guān)系是式中， u i 是輸入電壓， uo 是輸出電壓， d=t on/t 為占空度， ton 是開關(guān)管導(dǎo)通時間，

19、 t 是開關(guān)管控制信號周期， io 是輸出電流， igmax 是電感臨界連續(xù)電流的最大值。三、實驗內(nèi)容(1) pwm 控制芯片 sg3525 的工作原理和控制電路原理實驗；(2) 觀測開環(huán)控制下、電感電流連續(xù)時 buck 變換器主電路各工作器件的電壓狀態(tài)、各支路電流狀態(tài)；(3) 觀測輸出電壓紋波，觀測開關(guān)頻率對電感電流連續(xù)狀態(tài)的影響；(4) 研究開環(huán)控制下、電感電流連續(xù)工作時buck 變換器輸入輸出的基本電量關(guān)系和外特性；(5) 觀測開環(huán)控制下、電感電流斷續(xù)工作時buck 變換器主電路的電量關(guān)系和各工作器件的電壓狀態(tài)；(6) 研究閉環(huán)控制下電壓調(diào)整率及外特性；(7) 電感量設(shè)計實驗。電感設(shè)計的

20、條件為：30v 輸入電壓， 15v 輸出電壓， 50khz 工作頻率，設(shè)計輸出濾波電感值，使得當輸出電流為0.2a 時電感電流臨界連續(xù)，并作出設(shè)計報告。并根據(jù)設(shè)計結(jié)果采用相應(yīng)的電感量驗證設(shè)計結(jié)果是否滿足設(shè)計的技術(shù)要求。;.四、實驗儀器及設(shè)備(1)nmcl-111電力電子技術(shù)及電氣傳動實驗裝置平臺；(2)nmcl-50a直流電源單元，如圖15 所示；(3)nmcl-54a降壓式（ buck ）變換器實驗箱；(4)nmcl-03g可變電阻器；(5)nmcl-331平波電抗器；(6)nmcl-53直流電壓電流表箱；(7) 示波器；(8) 萬用表。實驗設(shè)備說明：降壓式 （buck ）變換器實掛箱如圖1

21、6 所示，主電路供電電壓是20v 30v 可調(diào)直流電壓，控制電路供電電壓是20v 直流電壓， 主電路中r1、r2、r3 為三條支路電流的采樣電阻，阻值為 0.5，主電路輸出端需外接可調(diào)電阻器和直流電壓電流表箱。面板上主電路輸出電壓 uo 與控制電路開關(guān) s3 左側(cè)的主電路輸出反饋信號uo 在掛箱內(nèi)部已經(jīng)連接好，開關(guān)s3撥向“開環(huán)”則主電路工作在開環(huán)狀態(tài)，s3 撥向“閉環(huán)”則主電路工作在閉環(huán)狀態(tài)，此時主電路輸出電壓 uo 就直接加在控制電路rw 1 電位器上， rw 1 旋鈕可調(diào)節(jié) rw 1 電位器的阻值， rw 2 旋鈕可調(diào)節(jié) rw2 電位器的阻值。五、降壓式（ buck）變換器實驗箱主電路基

22、本數(shù)據(jù)輸入電壓： 20 30v dc ；輸出電壓： 15v dc ；輸出負載電流：0.1 1a ；工作頻率： 50khz ；輸出紋波電壓：100mv 。六、預(yù)習(xí)要求(1)預(yù)習(xí)電壓控制型脈寬調(diào)制控制電路原理及芯片sg3525 原理。(2)根據(jù)實驗?zāi)康募耙瓿傻膶嶒瀮?nèi)容和實驗報告擬定實驗方案，寫出實驗步驟、 要測取的實驗數(shù)據(jù)、波形及要達成的目標。(3) 根據(jù)輸入輸出條件設(shè)計 buck 變換器主電路輸出濾波電感，并作出設(shè)計報告。在實驗室制做電感，并接入電路進行實驗，通過對波形的測試，判讀，檢查電感設(shè)計是否正確合理，并做出實驗報告，分析和理論值存在差異的原因。;.七、實驗報告(1)通過實測的芯片sg3

23、525 各管腳波形，簡述電壓控制型芯片sg3525 的工作原理。(2)依據(jù)實驗數(shù)據(jù)及做出的曲線研究主電路工作在電感電流連續(xù)狀態(tài)下的輸入輸出基本電量關(guān)系，與理論值相比較，說明差異原因；(3)做出外特性曲線，并討論；(4)簡述變換器閉環(huán)工作過程。圖 15直流電源單元;.圖 16降壓式（ buck ）變換器實驗箱;.實驗四 升壓式（ boost ）直直變換器實驗一、實驗?zāi)康?1)理解電壓控制型芯片脈寬調(diào)制原理；(2)加深對升壓式(boost) 直直變換器工作原理及特性的理解。二、實驗原理ldi di ciliquiqc+rluo圖 17boost 直直變換器主電路拓撲圖 18boost 直直變換器電

24、感電流連續(xù)時波形圖;.boost 變換器主電路拓撲如圖17 所示，在開關(guān)管 q 關(guān)斷期間，電感電流連續(xù)導(dǎo)通模式（ ccm ）下的主電路波形圖如圖18 所示。當開關(guān) q 導(dǎo)通時，電源ui 加在電感 l 上，電感儲能，電感電流線性增加，二極管d 截止，負載由電容供電。當開關(guān)q 關(guān)斷時，儲藏在電感l(wèi) 中的能量迫使二極管 d 導(dǎo)通， 能量釋放到輸出電路， 和電源電壓 ui 一起向負載供電， 同時向電容 c 充電。（ 1）對 boost 電感使用法拉第定律因此，輸出電壓與輸入電壓之比u o/u i =1/(1-d)電感電流斷續(xù)時輸入輸出電壓關(guān)系是式中， u i 是輸入電壓，uo 是輸出電壓， d=t o

25、n/t 為占空度， ton 是開關(guān)管導(dǎo)通時間，t 是開關(guān)管控制信號周期，i o 是輸出電流， i gmax 是電感臨界連續(xù)電流的最大值。三、實驗內(nèi)容研究主電路開環(huán)時各器件電壓狀態(tài)、各支路電流狀態(tài)、輸入電壓和輸出電壓之間基本電量關(guān)系和外特性。觀察電壓紋波，觀察不同電感對連續(xù)狀態(tài)的影響。研究電路閉環(huán)工作時的電壓調(diào)整率。四、實驗儀器設(shè)備(1) nmcl-111 電力電子技術(shù)及電氣傳動實驗裝置平臺；(2) nmcl-50a 直流電源單元；(3) nmcl-54b 升壓式（ boost）變換器實驗箱；(4) nmcl-03g 可變電阻；(5) nmcl-53 直流電壓電流表箱；(6) 示波器；(7) 萬

26、用表；(8) 導(dǎo)線。(9) 實驗儀器設(shè)備說明：升壓式（ boost）變換器實驗箱面板圖如圖19，其中主電路供電電壓是20v 30v 可調(diào);.直流電壓，控制電路供電電壓是20v 直流電壓，主電路中r1、 r2、 r3 為三條支路電流的采樣電阻，阻值為0.5，主電路輸出端需外接電阻負載箱的電阻負載和直流電流表掛箱。面板上主電路輸出電壓u o 與控制電路開關(guān)s3 左側(cè)的主電路輸出反饋信號u o 在掛箱內(nèi)部已經(jīng)連接好，開關(guān) s3 撥向“開環(huán)”則主電路工作在開環(huán)狀態(tài)，s3 撥向“閉環(huán)”則主電路工作在閉環(huán)狀態(tài)，此時主電路輸出電壓 uo 就直接加在控制電路 rw1 電位器上， rw1 旋鈕可調(diào)節(jié) rw 1

27、電位器的阻值， rw2 旋鈕可調(diào)節(jié) rw 2 電位器的阻值。五、升壓式（ boost）變換器實驗箱主電路基本數(shù)據(jù)輸入電壓： 20 30v dc ；輸出電壓： 32v dc ；輸出負載電流：0.1 1a ；工作頻率： 50khz ；輸出紋波電壓：100mv 。六、預(yù)習(xí)要求(1) 預(yù)習(xí)升壓式（ boost ）變換器工作原理。(2) 根據(jù)實驗?zāi)康募耙瓿傻膶嶒瀮?nèi)容和實驗報告擬定實驗方案，寫出實驗步驟、要測取的實驗數(shù)據(jù)、波形及要達成的目標。七、實驗報告(1)依據(jù)實驗數(shù)據(jù)及做出的曲線研究主電路電感電流連續(xù)狀態(tài)的基本電量關(guān)系并與理論值相比較，說明差異原因；(2)做出 boost 變換器電感電流連續(xù)情況下外

28、特性曲線，并討論；(3)簡述 boost 電路帶死負載的目的，根據(jù)電路波形敘述功率半導(dǎo)體器件耐壓選擇的依據(jù)。;.圖 19 升壓式 (boost) 變換器實驗箱;.實驗五單端反激式直直變換器實驗一、實驗?zāi)康?1)理解電壓控制型芯片脈寬調(diào)制原理；(2)加深對單端反激式直直變換器工作原理及特性的理解。二、實驗原理d+iqid+*c+uo1n2rluin*q-dgs-圖 20 單端反激式直直變換器主電路拓撲ugstontoffoudsoiqoidtttotun1ot圖 21 單端反激式直直變換器電流連續(xù)時波形圖單端反激式直直變換器主電路拓撲如圖20 所示，當開關(guān)管 q 開通時， n 2 繞組中的電流尚

29、未下降到零，則稱工作于電流連續(xù)模式，其理想化波形如圖21 所示。開關(guān)管q 開通前，;.n 2 繞組中的電流已經(jīng)下降到零，則稱工作于電流斷續(xù)模式，斷續(xù)時的理想化波形如圖22 所示。電流連續(xù)模式時輸入輸出電壓關(guān)系為式中 ，u i 是輸入電壓， uo 是輸出電壓， d 為占空比， n1 為變壓器原邊繞組匝數(shù)，n 2 為變壓器副邊繞組匝數(shù)。qtontoffouqtuioiqtoidott圖 22單端 反激式直直變換器電流斷續(xù)時波形圖開關(guān)管 q 開通后，二極管d 處于斷態(tài)，變壓器原邊n 1 繞組的電流線性增長，電感儲能增加。 q 關(guān)斷后， n1 繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場能量通過副邊n2 繞組和二

30、極管d向輸出端釋放，開關(guān)管q 上承受的電壓為uqu in1 u on 2電流斷續(xù)模式時輸出電壓高于連續(xù)時的計算值，在負載為零的極限情況下，u o 趨向于無窮大，所以要避免開環(huán)狀態(tài)下負載開路。四、實驗內(nèi)容研究電路開環(huán)工作時電流連續(xù)狀態(tài)下各器件電壓狀態(tài)、各支路電流狀態(tài)、基本電量關(guān)系及外特性，觀察電壓紋波，了解開環(huán)工作時電流斷續(xù)狀態(tài)下各器件電壓狀態(tài)，研究電路閉環(huán)工作時電壓調(diào)整率。;.五、實驗儀器設(shè)備(1)nmcl-111 電力電子技術(shù)及電氣傳動實驗裝置平臺；(2)nmcl-56單端反激式變換器實驗掛箱；(3)nmcl-50a直流電源單元；(4)nmcl-53直流電壓電流表箱；(5)nmcl-03g可

31、變電阻器；(6) 示波器；(7) 萬用表。實驗儀器設(shè)備說明：單端反激變換器掛箱面板圖如圖23，其中主電路供電電壓是20v 30v 可調(diào)直流電壓，控制電路供電電壓是20v 直流電壓，主電路中r1、r2 為變壓器原副邊支路電流的采樣電阻，阻值為 0.5，主電路輸出端需外接可變電阻器的電阻負載和直流電壓電流表掛箱。主電路輸出電壓 uo 與控制電路開關(guān)s3 左側(cè)的主電路輸出反饋信號uo 在掛箱內(nèi)部已經(jīng)連接好，開關(guān) s3 撥向“開環(huán)”則主電路工作在開環(huán)狀態(tài)，s3 撥向“閉環(huán)”則主電路工作在閉環(huán)狀態(tài)，此時主電路輸出電壓 uo 就直接加在控制電路 rw 1 電位器上； rw1 旋鈕可調(diào)節(jié) rw1 電位器的阻

32、值， rw2 旋鈕可調(diào)節(jié) rw2 電位器的阻值。六、單端反激式直直變換器主電路和控制電路實驗掛箱主電路基本數(shù)據(jù)輸入電壓： 20 30vdc ；輸出電壓：閉環(huán)為32vdc ；輸出負載電流：0.1 1adc ；工作頻率： 50khz ；輸出紋波電壓：100mv ；變壓器線圈匝數(shù)：原邊繞組匝數(shù)：35匝，副邊繞組匝數(shù)：40 匝。原邊繞組匝數(shù)： 40匝，副邊繞組匝數(shù)：40 匝。七、預(yù)習(xí)要求(1) 預(yù)習(xí)反激變換器工作原理。(2) 根據(jù)實驗?zāi)康募耙瓿傻膶嶒瀮?nèi)容和實驗報告擬定實驗方案，寫出實驗步驟、要測取的實驗數(shù)據(jù)、波形及要達成的目標。(3) 根據(jù)實驗裝置技術(shù)指標的要求，計算功率管主要參數(shù)并選擇合適的功率管

33、，說明選取的理由;.七、實驗報告(1)觀測單端反激式直直變換器工作在電流斷續(xù)狀態(tài)下時主功率管漏源電壓波形，并分析和理想波形的差異原因。(2) 根據(jù)實驗選用的變壓器變比，在輸出電壓為32v 、電感電流連續(xù)狀態(tài)下分析主功率管耐壓情況，如果不考慮開關(guān)尖峰并留50%的裕量，請選擇你認為合適的功率管定額。(3) 分析主功率管開關(guān)尖峰產(chǎn)生機理，并簡述抑制主功率管開關(guān)尖峰的方法。;.圖 23 單端反激變換器掛箱;.實驗六單端正激式直直變換器實驗一、實驗?zāi)康?1)理解電流控制型芯片脈寬調(diào)制原理；(2)加深對單端正激式直直變換器工作原理及特性的理解。二、實驗原理+d 1li l*+ui+ n 3n1n2d 2

34、cl*ri qqdd3gs-圖 24 單端正激式直直變換器主電路拓撲ugstontoffoudsuioil+uo-ttoi qott圖 25單端正激變換器波形圖單端正激式直直變換器主電路拓撲如圖24 所示，波形圖如圖25 所示。 ug 是開關(guān)管 q 的柵極源極的控制信號波形，uds 是開關(guān)管 q 的漏極源極的電壓波形，i q是流過開關(guān)管 q 的電流， i d 是流過二極管d 的電流； q 開通后，變壓器原邊繞組n 1兩端的電壓為上正下負， 與其耦合的副邊n2 繞組兩端的電壓也是上正下負，因此二極管 d1 處于導(dǎo)通狀態(tài)， d2 為斷態(tài)，電感 l的電流線性增長。開關(guān)管q 關(guān)斷后，電感 l;.通過 d2 續(xù)流， d1 關(guān)斷。變壓器的勵磁電流經(jīng)復(fù)位線圈n3 繞組和 d 3 流回電源，所以開關(guān)管 q 關(guān)斷后承受的電壓為開關(guān)管 q 導(dǎo)通時，變壓器次級電壓式中，/為變比， n 1 為變壓器原邊繞組匝數(shù)，n2 為變壓器副邊繞組匝數(shù)，n 3是復(fù)位線圈繞組匝數(shù)。當q 截止時， d1 截止，輸出濾波和降壓式變換器工作方式相同，輸出電壓為式中， u i 是輸入電壓， u o 是輸出電壓， d=t on/t 為占空度， ton 為開關(guān)管導(dǎo)通時間，t為開關(guān)管控制信號周期。正激變換器變壓器磁復(fù)位時的