电力电子实验三实验指导书终版

一、实验目的

1、掌握Buck(降压斩波)变换电路的基本组成和工作原理。 2、熟悉Buck变换电路的基本特性。

二、实验内容

验证Buck变换电路的工作特性。降压斩波电路设计要求：

1、输入220V。2、输出电压限制在50V以内。3、斩波输出电流最大值2A。4、负载：纯电阻10，L的值为1mH。5、斩波输出直流电压在10～40V左右可调。6、选择IGBT的型号为IRG4PC40U，选择续流二极管的型号为HFA25TB60，

三、实验原理

降压斩波电路的原理图以及工作波形如图1所示。该电路使用一个全控型器件V，图中为IGBT。为在V关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。

图1 降压斩波电路原理图

如图2中V的栅极电压uGE波形所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数上升。

当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。

至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。当工作处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图2所示。负载电压平均值为

UotontEonEE 式1

tontoffT式中，ton为V处于通态的时间；toff为V处于断态的时间；T为开关周期；

为导通占空比。

由式1可知，输出到负载的电压平均值Uo最大为E，减小占空比，Uo随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck变换器。

图2 降压斩波电路的工作波形

四、实验步骤

1.仿真电路图

图3降压斩波的MATLAB电路的模型

先用纯电阻负载，则负载理论阻值应该为10Ω。至于负载回路中的大电感，我在这里取的1mH。

设定好元器件的参数之后,还需要设置仿真算法和仿真时间。设置如下图所示:

图4 仿真设置界面

五、实验报告

1、通过实验，分析Buck电路的工作特性及工作原理。 2、观察并绘制有关实验波形。