直流斩波电路Buck、Buck-Boost-开关电路实验报告

城市学院实验报告课程名称：电力电子技术指导老师：____唐益民______________成绩：实验名称：直流斩波电路Buck、Buck-Boost开关电路实验实验类型：__________________同组学生姓名：_褚盼盼、周芳芳、林雅婷、鲁颖莹_________4-1BUCK电路实验一、实验目的1、掌握Buck降压开关变换电路的工作原理及特点；2、掌握Buck降压开关变换电路的调试方法。二、实验线路及原理实验线路如图3-14所示：图3-14实验线路图专业：__自动化________姓名：___陈园园_______学号：____30802297____日期：周五下午第二节__地点：___理五A-206___装订线三、实验内容1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量；2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量；3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量；4、研究频率变化对电路工作状态的影响；5、研究负载变化对电路工作状态的影响；6、研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响；7、占空比K与输出电压UO之间的的函数关系测试；8、输入滤波器的作用观测。四、实验仪器与设备1、DDS01电源控制屏；2、DDS31“Buck、Buck—Boost”实验挂箱；3、DT14“直流电压、电流表”实验挂箱；4、示波器等。五、实验方法1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量打开DDS31掛箱右下角电源开关，断开Buck主电路单元S1电源开关。按表8接线：表87211719206134513141415接线完毕，仔细核对无误，千万不要将线错接在Buck——Boost单元上。开启Buck单元S1电源开关，将频率开关S2拨向“通”，将RP1负载电位器调在中间适当位置。用示波器测量“8”和“11”RS3两端波形，此波形即电感电流iL波形。调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流波形处于连续导通状态后，测量uDS（5、7端）、uGS（6、7端）、uD（9、10端）、uL(11、13端)并标注数值、iL（8、11端）、ie（7、8端）、iD（8、9端），记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDSuGS:uD:uL:iL:ie:iD:2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于断续导通状态后，测量uDS、uGS、uD、uL、iL（标注数值）、ie、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDSuGS:uD:uL:iL:ie:iD:3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态后，测量uDS、uGS、uD、uL、iL（标注数值）、ie、iD、记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDSuGS:uD:uL:iL:ie:iD:4、研究频率变化对电路工作状态的影响保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态，用示波器测量“17”、“18”两端输出波形的频率；再将频率开关S2拨向“断”，观察频率变化对电感电流iL的影响，并记录电感电流iL的变化（是连续导通还是断续导通状态）。推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD和负载电压的变化。S2开：S2断：5、研究负载变化对电路工作状态的影响保持原接线，再将频率开关S2拨向“通”，恢复电感电流iL波形处于临界连续导通状态，调节负载电位器RP1，从小到大，观察并记录电感电流iL的变化。观察并记录负载电压的变化。推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD的变化。RP1小：RP1大：负载电压从小到大变化：6、研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响保持原接线，将RP1负载电位器调在中间适当位置，使电感电流波形处于临界连续导通状态后，将“11”端和“12”端连接在一起，观察并记录电感电流iL的变化；将“11”端和“12”端的连接断开，再将“12”端和“13”端连接，观察并记录电感电流iL的变化。推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD和负载电压的变化。iL变化--11接12：12接13：7、占空比K与输出电压UO之间的的函数关系测试首先，用电压表测量输入电压Ud即“1”、“2”端，再用电压表接在“15”、“16”两端，监测输出电压U0，调节RP2，使占空比K从小到大，记录5～6组数据（其中30伏必测），并填入表9。表9K0.210.280.410.580.680.86Ud（V）28.2028.8127.6127.0226.5825.79UO(V)5.98.111.415.618.222.2根据实验数据绘制UO～K曲线，并给出它们的函数表达式。8、输入滤波器的作用观测先用示波器接“2”端和“10”端，观察is的波形，或者用示波器接“1”和“2”端观察输入电压的波形，并记录；然后断开“1”和“3”、“4”和“5”的连接，并将“1”端和“5”端连接。观察此时的is波形或者输入电压（“1”和“2”端）的波形，比较它们之间的区别。（我们组实验是以测1，2段电压为准）起始：1接5：六、实验分析总结1.实验过程中要调节Buck电路的工作状态，仔细观察电感电流iL波形峰底转折点的状态，平滑转折为连续导通，每个周期间有一定的震荡波形间断为断续，在连续导通将变为断续的一刻既为临界导通状态。2.在研究频率变化对电路工作状态的影响时，改变频率的大小，uDS、uGS、uD、uL的周期变小，频率变大，即占空比变小，而ie、iD的峰峰值则变大。3．在研究负载变化对电路工作状态的影响时，调节负载电位器RP1从小到大改变，uDS、uGS、uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD的峰峰值则变小。4．在研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响中，当11端连12端时，uDS、uGS的周期变小，频率变大，即占空比变小，uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD的峰峰值则变大；当12端连13端时，uDS、uGS、uD、uL、ie、iD除峰峰值变化外，占空比基本不变。5.进行输入滤波器的作用观测时，由于测电压时比测电流的现象更明显，所以图形以测电压时的为基准。1、按时序画出Buck电路在临界、连续、断续导通三种状态下，uDS、uGS、uD、uL、ie、iL、iD各点波形。2、已知输入电压Ud为60V，输出电压UO为30V，并根据实验所测△I、占空比K、电路工作频率f,求主电路电感L和C？3、输入滤波器的作用是什么？在输入回路中加入滤波电路，可以改善电源输入电流波形，减少对电源的干扰。但在输出回路中加滤波电路时效果不如前者，原因是在工作电路中已存在电容C2，故对改善输出电流效果不大。4、简述Buck电路的特点。Boost电路：升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同4-2Buck-Boost开关电路实验一、实验目的1、掌握(Buck—Boost)升降压开关变换电路的工作原理及特点；2、掌握(Buck—Boost）升降压变换开关电路的调试方法。二.实验线路及原理实验线路如图3-18所示：图3-18实验线路图三、实验内容1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测；2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测；3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测；4、研究频率变化对电路工作的影响；5、研究负载改变对电路工作的影响；6、研究主电路电感L改变对电路工作的影响；7、占空比k与输出电压U0之间的函数关系测试；8、研究输入滤波器的作用。四、实验设备与仪器1、DDS01电源控制屏；2、DDS31Buck、Buck-Boost单元实验掛箱；3、DT14“直流电压、电流表”实验挂箱；4、示波器等。五、实验方法1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测打开DDS31实验掛箱右下角的电源开关，断开Buck－Boost电路单元电源开关S3，按表10接线：表10接线完毕，仔细核对无误，注意千万不要将线错接在Buck单元上。接通电源将S3开关拨向“通”。将频率开关S2拨向“通”，将RP3负载电位器调在中间适当位置，转动RP2调节占空比，用示波器接到“29”和“30”两个端口即RS4两端，观察电感电流iL使之处于连续导通状态，用示波器观察测量uDS（26、28端）、uGS（27、28端）、uD（33、35端）、uL（30、31端）、ie（28、29端）、iL（29、30端并标注数值）、iD（29、33端），记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDS：uGS:uD:uL:ie:iL:iD:2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测保持原接线，将示波器接到“29”和“30”两个端口即RS4两端，转动RP2调节占空比，观察电感电流iL使之处于断续导通状态，用示波器观察测量uDS、uGS、uD、uL、ie、iL（标2128171920272224252631323536注数值）、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDS：uGS：uD：uL：ie：iL：iD：3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测保持原接线，转动RP2调节占空比，观察电感电流iL使之处于临界连续导通状态，用示波器观察测量uDS、uGS、uD、uL、ie、iL（标注数值）、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。uDS：uGS：uD：uL：ie：iL：iD：4、研究频率变化对电路工作的影响保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态，用示波器测量此时的输出波形的频率；再将频率开关S2拨向“断”，观察频率变化对电感电流iL的影响，并记录电感电流iL的变化。并推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD和负载电压的变化。S2开：S2断：5、研究负载改变对电路工作的影响保持原接线，再将频率开关S2拨向“通”，转动RP2调节占空比K，用示波器观察电感电流iL，使之处于临界连续导通状态，转动RP3，调节负载电阻从小到大，观测负载电压的变化，观察电感电流iL的波形，记录它的变化趋势。同时，推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD的变化。（所记图形为负载电阻从小到大变化是的情况，左小右大）iL：6、研究主电路电感L改变对电路工作的影响保持原接线，转动RP2，调节占空比K，用示波器观察电感电流iL，使之处于临界连续导通状态，再将“34”和“30”连接，即L2和L3并联，记录电感电流iL的波形。同时，推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD和负载电压的变化。然后断开“31”和“32”、“30”和“34”的连接，将“31”和“34”连接，即将L2和L3串联，记录电感电流iL的波形。同时，推测uDS、uGS、uD、uL、ie、iD和负载电压的变化。34接30：31接34：7、占空比K与输出电压U0之间的函数关系测试用电压表分别测量输入电压Ud（“22”、“23”两端），和输出电压U0（“36”、“37”两端），调节RP2使占空比K从小到大，记录5～6组数据，并填入表11：表11K0.230.520.630.650.660.68Ud(V)38.537.135.735.234.834.3UO(V)11.8240.196064.4768.8472.61根据实验所测数据，绘制UO～K的曲线，并给出它们的函数表达式。8、研究输入滤波器的作用将示波器接到“23”、“32”两端，（或用示波器接到“22”、“23”两端）观察is记录波形，然后断开“22”和“24”、“25”和“26”的连接线，连接“22”和“26”，将输入滤波器断开，记录波形，比较它们之间的区别。（图以测22，23段电压为准）