電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告-升壓斬波電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目： 升壓斬波電路設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： &l

2、t;/p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： 2009-10 </p><p><b>　　升壓斬波電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一)

3、 設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　?。ǘ?設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 matlab仿真原理</p><p>　　1 升壓斬波電路工作原理……………………………………………………5</p><p>　　

4、1.1主電路工作原理…………………………………………………………5</p><p>　　1.2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路選擇…………………………………………………6</p><p>　　2 仿真實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………7</p><p>　　2.1仿真模型……………………………………………………………7</p><p&

5、gt;　　2.2仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析……………………………………………………8</p><p>　　2.3仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)論…………………………………………………………15</p><p>　　2.4 最優(yōu)參數(shù)選擇…………………………………………………………15</p><p><b>　　二 硬件實(shí)驗(yàn)</b></p><p>

6、;　　2.1 硬件電路………………………………………………………………18</p><p>　　2.1.1整流電路……………………………………………………………18</p><p>　　2.1.2斬波信號(hào)產(chǎn)生電路…………………………………………………18</p><p>　　2.1.3斬波電路…………………………………………………………19</p>&

7、lt;p>　　2.1.4總原理圖……………………………………………………………21</p><p>　　2.1.5元器件列表…………………………………………………………22</p><p>　　2.2 PCB印刷電路板…………………………………………………………23</p><p>　　2.3 制造輸出——final ……………………………………………………

8、…25</p><p><b>　　三 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于SG3525芯片為核心控制的PWM升壓斬波電路（Boost chopper）.設(shè)計(jì)由Matla

9、b仿真和Protel兩大部分構(gòu)成。Matlab主要是理論分析，借助其強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算和仿真功能可也很直觀的看到PWM控制輸出電壓的曲線圖。通過設(shè)置參數(shù)分析輸出與電路參數(shù)和控制量的關(guān)系，最后進(jìn)行了GUI編程，利用圖形可視化界面的直觀易懂的特點(diǎn)，使設(shè)計(jì)摒棄了繁瑣難懂的單一波形和控制方式，從而具有友好界面，非常方便的就可進(jìn)行控制參數(shù)輸入，和輸出圖像顯示。第二部分是電路板，它可以通過BluePrint、kicad 、Protel等軟件設(shè)計(jì)完成，其

10、中Protel原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)以其分層次的設(shè)計(jì)環(huán)境，強(qiáng)大的元件及元件庫的組織功能，方便易用的連線工具，強(qiáng)大的編輯功能設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的緊密連接，自定義原理圖模板高質(zhì)量的輸出等等優(yōu)點(diǎn)，和豐富的設(shè)計(jì)法則，易用的編輯環(huán)境，輕松的交互性手動(dòng)布線，簡(jiǎn)便的封裝形式的編輯及組織，高智能的基于形狀的自定布線功能，萬無一失的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)等印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，使其在我們學(xué)生選用PCB電路板設(shè)計(jì)軟件中占了絕大部分比重。本設(shè)計(jì)也采用Protel設(shè)

11、計(jì)原理圖，和進(jìn)</p><p>　　關(guān)鍵字 升壓斬波; SG3525;SIMULINK ; PWM;Protel</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　直流斬波電路作為將直流電變成另一種固定電壓或可調(diào)電壓的 DC-DC 變換器 ,在直流傳動(dòng)系統(tǒng)、充電蓄電電路、開關(guān)電源、電力電子變換裝置及各種用電設(shè)備中得到普通的應(yīng)用

12、.隨之出現(xiàn)了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復(fù)合斬波電路等多種方式的變換電路 . 直流斬波技術(shù)已被廣泛用于開關(guān)電源及直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。全控型電力電子器件IGBT在牽引電傳動(dòng)電能傳輸與變換、有源濾波等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但以 IGBT為功率器件的直流斬波電路在實(shí)際應(yīng)用中需要注意以下問題:（1）系統(tǒng)損耗的問；</p><p>　?。?）柵極電阻；（3）

13、驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)過流過壓保護(hù)的問題。</p><p>　　一 matlab仿真原理</p><p>　　1. 升壓斬波工作原理</p><p>　　1.1 主電路工作原理</p><p>　　假設(shè)L值、C值很大， V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恒值，記為Uo。設(shè)V通的時(shí)間為ton，此階

14、段L上積蓄的能量為EI1ton</p><p>　　V斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為</p><p>　　穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　化簡(jiǎn)得：</b>

15、;</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　，輸出電壓高于電源電壓，故稱升壓斬波電路。也稱之為boost chooper變換器。</p><p>　　——升壓比，調(diào)節(jié)其即可改變Uo。將升壓比的倒數(shù)記作?，即。?和導(dǎo)通占空比，有如下關(guān)系：</p><p><b>　?。?-3）<

16、/b></p><p>　　因此，式（1-2）可表示為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓的原因：</p><p>　　① L儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用</p><p>　?、?電容C可將輸出電壓保持住</p>

17、;<p>　　1.2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路選擇 IGBT的門極驅(qū)動(dòng)條件密切地關(guān)系到他的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。門極電路的正偏壓uGS、負(fù)偏壓-uGS和門極電阻RG的大小，對(duì)IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)、開關(guān)損耗、承受短路能力及du/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。其中門極正電壓uGS的變化對(duì)IGBT的開通特性，負(fù)載短路能力和duGS/dt電流有較大的影響，而門極負(fù)偏壓對(duì)關(guān)斷特性的影響較大。同時(shí)，門極電路設(shè)計(jì)中也必須注意開通特性，

18、負(fù)載短路能力和由duGS/dt電流引起的誤觸發(fā)等問題。根據(jù)上述分析，對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)電路提出以下要求和條件： (1)由于是容性輸出輸出阻抗；因此IBGT對(duì)門極電荷集聚很敏感，驅(qū)動(dòng)電路必須可靠，要保證有一條低阻抗的放電回路。 (2)用低內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)源對(duì)門極電容充放電，以保證門及控制電壓uGS有足夠陡峭的前、后沿，使IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外，IGBT開通后，門極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)提供足夠的功率，使IGBT不至退出飽和而損壞。

19、 (3)門極電路中的正偏壓應(yīng)為+12～+15V；負(fù)偏壓應(yīng)為-2V～-10V。 (4)IGBT 驅(qū)動(dòng)電路中的電阻RG對(duì)工作性能有較大的影響，R</p><p>　　IGBT驅(qū)動(dòng)電路分類驅(qū)動(dòng)電路分為：分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路；光耦驅(qū)動(dòng)電路；厚膜驅(qū)動(dòng)電路；專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。本文設(shè)計(jì)的電路采用的是專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路。 IGBT驅(qū)動(dòng)電路分析隨著微處理技術(shù)的發(fā)展(包括處理器、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器件)，數(shù)字信號(hào)處

20、理器以其優(yōu)越的性能在交流調(diào)速、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成的控制系統(tǒng)， IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)由處理器集成的PWM模塊產(chǎn)生的。而PWM接口驅(qū)動(dòng)能力及其與IGBT的接口電路的設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性。因此本文采用SG3525設(shè)計(jì)出了一種可靠的IGBT驅(qū)動(dòng)方案。</p><p>　　2. matlab仿真實(shí)驗(yàn)</p><p>　　物理仿真需要進(jìn)行大量的設(shè)備制造、安裝、連

21、接及調(diào)試工作，其投資大、周期長(zhǎng)、靈活性差、改變參數(shù)難、模型難以重用，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理也不方便。但是計(jì)算機(jī)仿真卻可以很好的解決這個(gè)問題。只要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以對(duì)不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真和研究，而且進(jìn)行一次仿真實(shí)驗(yàn)研究的準(zhǔn)備工作也比較簡(jiǎn)單，主要是控制系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計(jì)算機(jī)編程。本系統(tǒng)采用Matlab自帶的動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境-Simulink進(jìn)行仿真。Simulink是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析的軟件包。它支持連續(xù)、離散、及兩者混

22、合的線性和非線性系統(tǒng)。它為用戶提供了一個(gè)圖形化得用戶界面（GUI）。它與用微分方程和差分方程建模的傳統(tǒng)仿真相比具有更直觀、更方便、更靈活的優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　2.1 仿真模型</b></p><p>　　Mdl文件是simulinkg仿真工具箱仿真所設(shè)計(jì)的文件。它具有功能強(qiáng)大，而且包含了常用的大部分元器件仿真數(shù)學(xué)模型，形象易懂，便于設(shè)計(jì)。</p&

23、gt;<p>　　該設(shè)計(jì)的仿真模型如圖1所示：</p><p>　　圖1 simulink 仿真模型圖</p><p>　　simulink 仿真模型圖中DC voltage source 是電壓源，提供50V點(diǎn)直流電壓。L為電感。Diode為電力二極管，單項(xiàng)導(dǎo)通，阻止電流反向流動(dòng)。C為電容。IGBT為斬波器件，R為負(fù)載。Current Measurement1 用來測(cè)量流

24、經(jīng)L的電流。Current Measurement2用來測(cè)量負(fù)載電流。Current Measurement3用來測(cè)量流經(jīng)電容C的電流。current 為流經(jīng)IGBT的電流，IGBT voltage 為IGBT兩段的電壓。Scope為示波器。Pulse Generator為PWM脈沖發(fā)生器，調(diào)節(jié)其占空比就可以控制輸出電壓的大小。</p><p>　　2.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析</p><p&g

25、t;　　⑴ 周期設(shè)為1KHz ,占空比為50%,電感為10mH,電容為2200uF,負(fù)載為100時(shí)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如下：</p><p>　　圖2-0-1 負(fù)載電壓98.2V</p><p>　　圖2-0-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.982A</p><p>　　由圖2-0-1中V1可以看到負(fù)載兩端的電壓與輸入電壓基本上成2倍的關(guān)系。即</p>&

26、lt;p><b>　?。╒） </b></p><p>　　滿足理論計(jì)算公式（ 1-4 ），由仿真結(jié)果知，原理圖設(shè)計(jì)是對(duì)的。</p><p>　?、?負(fù)載不變?yōu)?00，頻率1KHz，占空比從5%到95%以等百分比遞增時(shí)，輸出電壓，與輸入電壓和電路參數(shù)之間的關(guān)系。</p><p><b>　?、?占空比5%</b>&

27、lt;/p><p>　　圖2-1-1 負(fù)載電壓51.8V</p><p>　　圖2-1-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.518A</p><p>　　從圖2-1-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為51.8V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒）</b></p><p><b>

28、;　　② 占空比15%</b></p><p>　　圖2-2-1 負(fù)載電壓57.4V</p><p>　　圖2-2-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.57A</p><p>　　從圖2-2-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為51.8V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　　（V）</b></p>

29、;<p><b>　?、?占空比25%</b></p><p>　　圖2-3-1負(fù)載電壓65.5V</p><p>　　圖2-3-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.65A</p><p>　　從圖2-３-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為65.5V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　　（V）

30、</b></p><p><b>　?、苷伎毡?5%</b></p><p>　　圖2-4-1 負(fù)載電壓75.6V</p><p>　　圖2-4-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.75A</p><p>　　從圖2-4-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為75.6V，基本上符合理論計(jì)算：</p><

31、p><b>　?。╒） </b></p><p><b>　?、?占空比45%</b></p><p>　　圖2-5-1 負(fù)載電壓89.3V</p><p>　　圖2-5-2 流經(jīng)電感L的電流值為0.89A</p><p>　　從圖2-5-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為89.3V，基本上符合理

32、論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒）</b></p><p><b>　?、?占空比55%</b></p><p>　　圖2-6-1 負(fù)載電壓109.1V</p><p>　　圖2-6-2 流經(jīng)電感L的電流值為1.09A</p><p>　　從圖2-6-1負(fù)載電壓可

33、以看出負(fù)載電壓約為109.1V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒） </b></p><p><b>　?、?占空比65%</b></p><p>　　圖2-7-1負(fù)載電壓140.2V</p><p>　　圖2-7-2 流經(jīng)電感L的電流值為1.042A</p>

34、<p>　　從圖2-7-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為140.2V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　　（V） </b></p><p><b>　?、嗾伎毡?5%</b></p><p>　　圖2-8-1 負(fù)載電壓196.2V</p><p>　　圖2-8-2 流經(jīng)電感L

35、的電流值為1.962A</p><p>　　從圖2-8負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為196.2V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒）</b></p><p><b>　?、?占空比85%</b></p><p>　　圖2-9-1 負(fù)載電壓325V</p><p

36、>　　圖2-9-2 流經(jīng)電感L的電流值為3.25A</p><p>　　從圖2-9-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為325V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒）</b></p><p><b>　?、?占空比為95%</b></p><p>　　圖2-10-1 負(fù)載電壓9

37、42V</p><p>　　圖2-10-2 流經(jīng)電感L的電流值為9.42A</p><p>　　從圖2-10-1負(fù)載電壓可以看出負(fù)載電壓約為942V，基本上符合理論計(jì)算：</p><p><b>　?。╒）</b></p><p>　　2.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)論</p><p>　　由圖（圖2-0），

38、在占空比為50%時(shí)，輸出電壓可以看到負(fù)載兩端的電壓與輸入電壓基本上成2倍的關(guān)系。即</p><p>　　滿足理論計(jì)算公式 （ 1-4 ），由仿真結(jié)果知，該原理圖設(shè)計(jì)是對(duì)的。</p><p>　　2.4 最優(yōu)參數(shù)選擇</p><p>　　當(dāng)IGBT處于導(dǎo)通時(shí)，得 ( 1 - 6 )</p><p>　　設(shè)的初

39、值為，解上式得</p><p>　　( 1 – 7 )</p><p>　　當(dāng)IGBT處于關(guān)斷時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為，得</p><p>　　( 1 – 8 )</p><p>　　設(shè)的初值為，解上式得</p><p>　　( 1 – 9 )</p><p>　　當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，從圖

40、3-2 的電流波形可看出，=時(shí)刻=，=時(shí)刻=，由此可得</p><p>　　( 1 – 10 )</p><p>　　( 1 – 11 )</p><p><b>　　故由上兩式求得：</b></p><p>　　( 1 – 12 )</p><p>　　( 1 – 13 )<

41、;/p><p>　　把上面兩式用泰勒級(jí)數(shù)線性近似，得</p><p>　　( 1 – 14 )</p><p>　　該式表示了L為無窮大時(shí)電樞電流的平均值，即</p><p>　　( 1 – 15 )</p><p>　　當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)的波形如圖 1-10 所示。當(dāng)=0時(shí)刻 ==0，令式 （1-10）中=0即可求出，

42、進(jìn)而可寫出的表達(dá)式。另外，當(dāng)=時(shí)，=0，可求得持續(xù)的時(shí)間，即</p><p>　　( 1 – 16 )</p><p>　　當(dāng)時(shí)，電路為電流斷續(xù)工作狀態(tài)，是電流斷續(xù)的條件，即</p><p>　　( 1 – 17 )</p><p>　　根據(jù)上式可對(duì)電路的工作狀態(tài)做出判斷。該式也是最優(yōu)參數(shù)選擇的依據(jù)。</p><p

43、><b>　　二、硬件實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　2.1 硬件電路</b></p><p>　　2.1.1 整流電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用橋式電路整流：由四個(gè)二極管組成一個(gè)全橋整流電路. 對(duì)整流出來的電壓進(jìn)行傅里葉變換得，由整流電路出來的電壓含有較大的紋波，電壓質(zhì)量不太好，故需要進(jìn)行濾波。本電

44、路采用RL低通濾波器（通過串聯(lián)一個(gè)電感，濾除電流的高次諧波，并聯(lián)一個(gè)電容濾除電壓的高次諧波），以減小紋波。Protel原理圖如下圖4所示：</p><p>　　輸入端接220V、50Hz的市電，進(jìn)過變壓器T1（原線圈/副線圈為4/1）后輸出55V、50Hz。當(dāng)同名端為正時(shí)D2、D5導(dǎo)通，D3、D4截止，電壓上正下負(fù)。當(dāng)同名端為負(fù)時(shí)D2、D5截止，D3、D4導(dǎo)通，電壓同樣是上正下負(fù)，從而實(shí)現(xiàn)整流。電感具有電流不能突

45、變，通直流阻交流特性，因此串聯(lián)一個(gè)電感可以提高直流電壓品質(zhì)。而電容具有電壓不能突變，通交流阻直流特性，因此并聯(lián)一個(gè)大電容可以濾除雜波，減小紋波。結(jié)合兩種元器件的特性，組成上圖整流電路，可以得到比較理想的直流電壓（幅值為50V左右）。</p><p>　　2.1.2 斬波信號(hào)產(chǎn)生電路</p><p>　　此電路主要用來驅(qū)動(dòng)IGBT斬波。產(chǎn)生PWM信號(hào)有很多方法，但歸根到底不外乎直接產(chǎn)生PW

46、M的專用芯片、單片機(jī)、PLC、可編程邏輯控制器等本電路采用直接產(chǎn)生PWM的專用芯片SG3525.該芯片的外圍電路只需簡(jiǎn)單的連接幾個(gè)電阻電容，就能產(chǎn)生特定頻率的PWM波，通過改變IN+輸入電阻就能改變輸出PWM波的占空比，故在IN+端接個(gè)可調(diào)電阻就能實(shí)現(xiàn)PWM控制。為了提高安全性，該芯片內(nèi)部還設(shè)有保護(hù)電路。它還具有高抗干擾能力，是一款性價(jià)比相當(dāng)不錯(cuò)的工業(yè)級(jí)芯片。</p><p>　　為了減少不同電源之間的相互干擾，

47、SG3525輸出的PWM經(jīng)過光電耦合之后才送至驅(qū)動(dòng)電路。其電路圖如下圖 5所示：</p><p>　　工作原理：通過R2、R3、C3結(jié)合SG3525產(chǎn)生鋸齒波輸入到SG3525的振蕩器。</p><p>　　其產(chǎn)生的PWM信號(hào)由OUTA、OUTB輸出，調(diào)節(jié)R7可以改變占空比。輸出的PWM信號(hào)通過二極管D6、D7送至光電耦合器U2，光耦后通過驅(qū)動(dòng)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。放大后的電壓可以直接驅(qū)動(dòng)I

48、GBT。此電路具有信號(hào)穩(wěn)定，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此他適用于中小容量的PWM斬波電路。</p><p>　　2.1.3 斬波電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)為直流升壓斬波（boost chopper）電路，該電路是本系統(tǒng)的核心。應(yīng)為輸出電壓比較大，故斬波器件選用能夠承受大電壓和導(dǎo)通內(nèi)阻小，開關(guān)頻率高，開關(guān)時(shí)間小的大功率IGBT管。原理圖如下圖6所示：</p><p>

49、　　左邊接經(jīng)整流之后的50V電壓。右邊為斬波電壓輸出，J2為測(cè)試點(diǎn)。V-G為SG3525輸出的PWM斬波信號(hào)。Q1為IGBT，D1為電力二極管，L2為電感，C1為電容，R1為負(fù)載。</p><p>　　原理分析：首先假設(shè)電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V-G為高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，50V電源向L2充電，充電基本恒定為,同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值，記為。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為，此

50、階段電感L上積儲(chǔ)的能量為。當(dāng)V處于段態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電，并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于段態(tài)的時(shí)間為，則在此期間電感L釋放的能量為。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積儲(chǔ)的能量于釋放的能量相等，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　化簡(jiǎn)得 </p><p><b>

51、　　（2-2）</b></p><p>　　上式中的，輸出電壓高于電源電壓。式（2-1）中為升壓比，調(diào)節(jié)其大小即可改變輸出電壓的大小。</p><p>　　2.1.4 總原理圖</p><p>　　圖形如下圖7所示。其中J1為市電插口，P1接15V驅(qū)動(dòng),P2為驅(qū)動(dòng)IGBT的PWM信號(hào)T1為變壓器，將220 V市電轉(zhuǎn)換成頻率不變的55V交流電（題目要求整

52、理輸出50V，由于元器的阻抗會(huì)分壓，故把輸入電壓提高5 V，此時(shí)變壓器變比為T1：T2=4:1）。變壓器變壓后輸入到由D2、D3、D4、D5四個(gè)整流二極管組成的整流電路輸入端 。經(jīng)整流后電壓含有較大的紋波，故通過L1、C2組成的LC低通濾波器進(jìn)行濾波。濾波后輸出的電壓就比較平滑了。接下來就是由電感L2、斬波器件IGBT Q1，電力二極管D1、電容C1組成的升壓斬波電路（Boost Chopper）.改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM的占空比就可以調(diào)節(jié)輸

53、出到負(fù)載R1兩端電壓，J2是負(fù)載兩端的電壓測(cè)試點(diǎn)，接至示波器就可以看到輸出電壓。</p><p>　　2.1.5 元器件列表</p><p>　　本系統(tǒng)除了PWM信號(hào)產(chǎn)生電路采用集成芯片外，其余的均采用分立元件。具體見下表 1（元器件清單）：</p><p><b>　　表1 元器件清單</b></p><p>　　2

54、.2 PCB印刷電路板</p><p>　　PCB（Printed Circuit Board），中文名稱為印制線路板，簡(jiǎn)稱印制板，是電子工業(yè)的重要部件之一。幾乎每種電子設(shè)備，小到電子手表、計(jì)算器，大到計(jì)算機(jī)，通訊電子設(shè)備，軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間的電氣互連，都要使用印制板。在較大型的電子產(chǎn)品研究過程中，最基本的成功因素是該產(chǎn)品的印制板的設(shè)計(jì)、文件編制和制造。印制板的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量

55、直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，甚至導(dǎo)致商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的成敗。</p><p>　　現(xiàn)在常用的PCB板主要有單面板和雙面板，單面板沒有雙面板好布線，但是在實(shí)驗(yàn)室容易制作,而且成本也要低，適合低密度的電路。本設(shè)計(jì)采用單面板，節(jié)約了一定得經(jīng)費(fèi)，手工布線，考慮散熱，和抗電磁干擾，本設(shè)計(jì)增加了相應(yīng)的規(guī)則，同時(shí)覆了銅，從而有效的優(yōu)化了布線，提高了散熱性能，和增強(qiáng)了抗電磁干擾。整塊板子性能得到了很大的改善。足以滿足題目要求<

56、/p><p>　　PCB板見下圖8-1（二維）、8-2（三維正面）、8-3（三維反面）所示：</p><p>　　2.3 制造輸出——final</p><p>　　下面的文件可以直接拿到工廠里去生產(chǎn)，或者自己在實(shí)驗(yàn)室里做：</p><p>　　圖9為導(dǎo)線和覆銅，如果在實(shí)驗(yàn)室做的話就直接打印到菲林紙上，然后熱轉(zhuǎn)印到銅板上，最后腐蝕一下就可以得到

57、板子上的導(dǎo)線和覆銅。圖10為元器件標(biāo)識(shí)符，一般只有在工廠里才能打印到板子上。圖11為過孔。</p><p><b>　　三 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　現(xiàn)在我們所使用到能源中電能占了很大的比重，它具有成本低廉，輸送方便，綠色環(huán)保，控制方便能很容易轉(zhuǎn)換成其他的信號(hào)等等。我們的日常生活已經(jīng)離不開電了。在如今高能耗社會(huì)，合理的利用電能，提高電能品質(zhì)和用電效率

58、成為了全球研究的當(dāng)務(wù)之急。而《電力電子技術(shù)》正是與這一主題相關(guān)聯(lián)的。直流升壓斬波電路是里面的一部分，它開關(guān)電源，與線性電源相比，具有綠色效率高，控制方便，智能化，易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。</p><p>　　在做課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，通過不斷地查找資料，最升壓斬波電路有了一定的理解。并且在matlab中仿真實(shí)現(xiàn)了，最后在protel中繪制了原理圖和PCB板。</p><p>　　在做課程設(shè)計(jì)過程

59、中，我對(duì)matlab在仿真中的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解和掌握。Matlab在電力電子方面的仿真應(yīng)用時(shí)，可以將電力電子電路輸出效果圖形化，形象直觀，可以幫助我們對(duì)電路的理解。</p><p>　　在制作PCB板的過程中，我對(duì)protel的各種功能有了一定的了解，也讓我明白了理論和實(shí)際有很大差別。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到自己還有很多東西需要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)習(xí)，而且要把理論聯(lián)系實(shí)

60、踐來學(xué)習(xí)，不僅要懂理論知識(shí)，還要懂如何作出實(shí)物。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。郏保萃跽装?黃俊.電力電子技術(shù)(第四版).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000</p><p>　　［２］康華光,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版). 北京: 高等教育出版社,1998</p><p>　?。郏常?/p>