電力電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告-實(shí)驗(yàn)四 PWM直流斬波電路分析及測(cè)試

實(shí)驗(yàn)四PWM直流斬波電路分析及測(cè)試=1\*DBNUM3一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握Buck—Boost變換器的工作原理、特點(diǎn)與電路組成。2．熟悉Buck—Boost變換器連續(xù)與不連續(xù)工作模式的工作波形圖。3．掌握Buck—Boost變換器的調(diào)試方法。=2\*DBNUM3二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．連接實(shí)驗(yàn)線路，構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的Buck—Boost變換器。2．調(diào)節(jié)占空比，測(cè)出電感電流iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D，并與理論值相比較。3．將電感L增大一倍，測(cè)出iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D，并與理論值相比較。4．測(cè)出連續(xù)與不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形。5．測(cè)出直流電壓增益M=VO/VS與占空比D的函數(shù)關(guān)系。6．測(cè)試輸入、輸出濾波環(huán)節(jié)分別對(duì)輸入電流iS與輸出電流iO影響。三．實(shí)驗(yàn)線路見(jiàn)圖4—5。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1．MCL-08直流斬波及開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗(yàn)掛箱2．萬(wàn)用表雙蹤示波器五．實(shí)驗(yàn)方法1．檢查PWM信號(hào)發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)電路工作是否正常連接有關(guān)線路，觀察信號(hào)發(fā)生器輸出與驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形是否正常，如有異?，F(xiàn)象，則先設(shè)法排除故障。2．電感L=1.48mH，電感電流iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D測(cè)試將“16”與“18”、“21”與“4”、“22”與“5”、“19”與“6”、“1”與“4”、“9”與“12”相連，即按照以下表格連線。161821422519614912合上開(kāi)關(guān)S1與S2、S3、S4，用示波器觀察“7”與“13”（即iL）之間波形，然后調(diào)節(jié)RP1使iL處于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài)，記錄這時(shí)候的占空比D與工作周期T。3．L=1.48mH，測(cè)出處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1，使iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài)，用示波器測(cè)出GTR基-射極電壓Vbe與集-射極電壓Vce；二極管VD陰極與陽(yáng)極之間電壓VD；電感L3兩端電壓VL；電感電流iL；三極管集電極電流iC以及二極管電流iD等波形。4．L=1.48mH,測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1，使iL處于連續(xù)工作狀態(tài)，用雙蹤示波器觀察上述波形。5．L=1.48mH,測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1，使iL處于不連續(xù)工作狀態(tài)，用雙蹤示波器觀察上述波形。6．L=3.07mH，iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D測(cè)試將開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，觀察iL波形，調(diào)節(jié)RP1，使iL處于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài)，記錄這時(shí)候的占空比D與工作周期T。7．L=3.07mH，測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1，使iL處于連續(xù)工作狀態(tài)，測(cè)試方法同前。8．L=3.07mH，測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形9．測(cè)出M=VO/VS與占空比D的函數(shù)關(guān)系（1）L=1.48mH，占空比D從最小到最大范圍內(nèi)，測(cè)試5～6個(gè)D數(shù)據(jù)，以及與此對(duì)應(yīng)的輸出電壓VO。D0.8070.6250.4800.4230.2860.152Vo（V）-8.369-15.300-20.16-22.66-29.62-34.23（2）L=3.07mH，測(cè)試方法同上。D0.8430.7210.6890.4670.2620.124Vo（V）-6.08-7.9-9.75-14.20-31.85-32.1410．輸入濾波器功能測(cè)試有與沒(méi)有輸入濾波器時(shí)，電源電流（即15～14兩端）波形測(cè)試。11．輸出濾波器功能測(cè)試有與沒(méi)有輸出濾波器時(shí)，輸出電流紋波測(cè)試（“12”-“15”）。五．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.分別在L=1.48mH與3.07mH條件下,列出iL連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D,并與理論值相比較。理論上iL連續(xù)與斷續(xù)的臨界條件為τLC=（1-D）2/2，式中τLC=L/RT為連續(xù)與斷續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的臨界時(shí)間常數(shù)，負(fù)載電阻R=300Ω，工作周期T按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。L=1.48mHD(實(shí)測(cè))0.674T(us)122.8D(理論)0.716L=3.07mHD(實(shí)測(cè))0.456T(us)125D（理論）0.5952.畫(huà)出不同L，連續(xù)與斷續(xù)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形，并與理論上的正確波形相比較。L=1.48mH連續(xù)狀態(tài)下Vbe VceVd ilic idL=1.48mH連續(xù)工作狀態(tài)Il IcId VbeVce VdL=3.07mH連續(xù)工作狀態(tài)Il IcId VbeVce VdL=3.07mH不連續(xù)工作狀態(tài)il IcId VbeVce Vd與理論波形相比較，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的波形還是存在一定的誤差，但大致波形還是與理論波形相符合的。3.根據(jù)不同的L值，按所測(cè)的D，VO值計(jì)算出M值，列出表格，并畫(huà)出曲線。連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的直流電壓增益表達(dá)式為M=D/（1-D），請(qǐng)?jiān)谕粓D上畫(huà)出該曲線，并在圖上注明連續(xù)工作與斷續(xù)工作區(qū)間。L=1.48mHD0.8070.6250.4800.4230.2860.152Vo(V)8.36915.30020.1622.6629.6234.23M4.1811.6670.9230.7330.4010.179L=1.48mHD-Vo關(guān)系圖 L=3.07mHD0.8430.7210.6890.4670.2620.124Vo（V）6.087.99.7514.2031.8532.14M5.3692.5842.2150.8760.3550.142L=3.07mHD-Vo關(guān)系圖4.試對(duì)Buck-Boost變換器的優(yōu)缺點(diǎn)作一評(píng)述。降壓/升壓變換器主要有以下特點(diǎn)：(1)降壓/升壓變換器工作在不連續(xù)模式，其輸入輸出電流都經(jīng)過(guò)斬波，是不連續(xù)的。（2）它只有一路輸出，且輸入與輸出不隔離。其中的升壓式輸出不能低于輸入電壓，即使關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)管，輸出電壓也僅等于輸入電壓（忽略二極管壓降）。（3）降壓/升壓變換器的輸出電壓表達(dá)式為：Uo=-U1[D/(1-D)]（4）輸出電壓的極性總是與輸入電壓的極性相反，但電壓幅度可以較大，也可以較小。5.試說(shuō)明輸入、輸出濾波器在該變換中起何作用？在輸入回路中加入濾波電路，可以改善電源輸入電流波形，減小對(duì)電源的干擾。但在輸入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，故對(duì)改善輸出電流效果不大。6.實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)與改進(jìn)意見(jiàn)。216孫超：經(jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)于PWM直流斬波電路的了解更加深刻了，對(duì)于一些上課不能及時(shí)消化的知識(shí)也有了更深的理解。同時(shí)，我們組這次在實(shí)驗(yàn)中把很多邊邊角角的地方都測(cè)試了一下，更加熟悉了PWM直流斬波電路的電路結(jié)構(gòu)，雖然花的時(shí)間比較多，但是我相信，我們收獲的比付出得要多得多。希望能夠以更加認(rèn)真更加熱情的態(tài)度應(yīng)對(duì)下一次實(shí)驗(yàn)。221王偉佳：這次實(shí)驗(yàn)我主要負(fù)責(zé)