电力电子技术实验实验三直流斩波电路(Buck—Boost变换器)研究一.实验目的1.掌握Buck—Boost变换器的工作原理、特点与电路组成。2.熟悉Buck—Boost变换器连续与不连续工作模式的工作波形图。3.掌握Buck—Boost变换器的调试方法。二.实验内容1.连接实验线路,构成一个实用的Buck—Boost变换器。2.调节占空比,测出电感电流iL处于连续与不连续临界状态时的占空比D,并与理论值相比较。3.将电感L增大一倍,测出iL处于连续与不连续临界状态时的占空比D,并与理论值相比较。4.测出连续与不连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形。5.测出直流电压增益M=VO/VS与占空比D的函数关系。6.测试输入、输出滤波环节分别对输入电流iS与输出电流iO影响。三.实验线路及原理见图3—1。当VT闭合时,输入电压通过电感L直接返回,在L上储存电能,此时输出电容C放电,给负载提供电流。当VT断开时,在电感L上产生反向电动势,使二极管VD从截止变为导通,电感电流给负载供电并对电容进行充电,维持输出电压不变。若其输出电压较输入之电源电压低,则称为降压式(Buck)直流斩波器,若其输出电压较输入之电源电压高,则称为升压式(Boost)直流斩波器。输出电压与输入电压之间的关系为:U0=-Ui(D/(1-D))占空比D=Ton/(Ton+Toff)当D0.5时,除极性相反外,输出电压大于输入电压。当D0.5时,除极性相反外,输出电压小于输入电压。实验线路图四.实验方法1.电感L=1.6mH,电感电流iL处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试将“16”与“18”、“21”与“4”、“22”与“5”、“19”与“6”、“1”与“4”、“9”与“12”相连合上开关S1与S2、S3、S4,用示波器观察“7”与“13”(即iL)之间波形,然后调节RP1使iL处于连续与不连续的临界状态,记录这时候的占空比D与工作周期T。用示波器观察“7”与“13”(即iL)之间波形电感L=1.6mH临界状态,占空比D与工作周期T。iL处于临界状态不连续的状态连续状态2.L=1.6mH,测出处于连续与不连续临界工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形调节RP1,使iL处于连续与不连续临界工作状态,用示波器测出GTR基-射极电压Vbe与集-射极电压Vce;二极管VD阴极与阳极之间电压VD;电感L3两端电压VL;电感电流iL;三极管集电极电流iC以及二极管电流iD等波形。3.L=1.6mH,测出连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形调节RP1,使iL处于连续工作状态,用双踪示波器观察上述波形。4.L=1.6mH,测出不连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形调节RP1,使iL处于不连续工作状态,用双踪示波器观察上述波形。用示波器观察“5”与“6”(即Vbe)之间波形Vbe处于临界状态不连续的状态连续状态用示波器观察“4”与“6”(即Vce)之间波形Vce处于临界状态不连续的状态连续状态用示波器观察“9”与“8”(即VD)之间波形VD处于临界状态不连续的状态连续状态用示波器观察“13”与“15”(即VL)之间波形VL处于临界状态不连续的状态连续状态用示波器观察“8”与“7”(即iD)之间波形iD处于临界状态不连续的状态连续状态用示波器观察“6”与“7”(即ic)之间波形iC处于临界状态不连续的状态连续状态5.L=3.2mH,iL处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试将开关S2断开,观察iL波形,调节RP1,使iL处于连续与不连续的临界状态,记录这时候的占空比D与工作周期T。6.L=3.2mH,测出连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形调节RP1,使iL处于连续工作状态,测试方法同前。7.L=3.2mH,测出不连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形8.测出M=VO/VS与占空比D的函数关系VS=15V(1)L=1.6mH,占空比D从最小到最大范围内,测试5~6个D数据,以及与此对应的输出电压VO。(2)L=3.2mH,占空比D从最小到最大范围内,测试5~6个D数据,以及与此对应的输出电压VO。。最小占空比最大占空比9.输入滤波器功能测试有与没有输入滤波器时,电源电流(即15~14两端)波形测试。没有输入滤波器时有输入滤波器时10.输出滤波器功能测试有与没有输出滤波器时,输出电流纹波测试没有输出滤波器时有输出滤波器时五.实验报告1.分别在L=1.6mH与3.2mH条件下,列出iL连续与不连续临界状态时的占空比D。2.画出不同L,连续与断续时的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形。3.根据不同的L值,按所测的D,VO值计算出M值,列出表格,并画出曲线。连续工作状态时的直流电压增益表达式为M=D/(1-D),请在同一图上画出该曲线,并在图上注明连续工作与断续工作区间。4.试对Buck-Boost变换器的优缺点作一评述。5.试说明输入、输出滤波器在该变换中起何作用?6.实验的收获、体会与改进意见。
本文标题:电力电子技术试验
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