升、降压斩波电路及仿真.doc

目录绪论………………………………………………………………….3 一. 降压斩波电路…………………………………………………..6 二. 直流斩波电路工作原理及输出输入关系…………… 12 三. Dc/DC 变换器的设计………………………………………… 18 四. 测试结果………………………………………………………… 19 五. 直流斩波电路的建模与仿真......................................29 六. 课设体会与总结....................................................30 七. 参考文献………………………………………………………… 31 绪论 1. 电力电子技术的内容电力电子学, 又称功率电子学(Power Electronics) 。它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电( 高电压、大电流) 或电工领域的一个分支, 又是电工学在弱电(低电压、小电流) 或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。电有直流(DC) 和交流(AC) 两大类。前者有电压幅值和极性的不同,后者除电压幅值和极性外,还有频率和相位的差别。实际应用中,常常需要在两种电能之间,或对同种电能的一个或多个参数( 如电压, 电流,频率和功率因数等) 进行变换。变换器共有四种类型: 交流- 直流(AC-DC) 变换:将交流电转换为直流电。直流- 交流(DC-AC) 变换:将直流电转换为交流电。这是与整流相反的变换,也称为逆变。当输出接电网时,称之为有源逆变;当输出接负载时,称之为无源逆变。交-交(AC-AC) 变换, 将交流电能的参数( 幅值或频率) 加以变换。其中: 改变交流电压有效值称为交流调压; 将工频交流电直接转换成其他频率的交流电, 称为交- 交变频。直流- 直流(DC-DC) 变换,将恒定直流变成断续脉冲输出,以改变其平均值。 2. 电力电子技术的发展在有电力电子器件以前,电能转换是依靠旋转机组来实现的。与这些旋转式的交流机组比较, 利用电力电子器件组成的静止的电能变换器, 具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。 1957 年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR) 问世后, 因此,自 20 世纪 60 年代开始进入了晶闸管时代。 70 年代以后,出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件( 亦称自关断型器件),如: 门极可关断晶闸管(GTO) 、双极型功率晶体管(BJT/ GTR) 、功率场效应晶体管(P-MOSFET) 、绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 等。控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路,使变换器的控制电路大为简化。微处理器和微型计算机的引入,特别是它们的位数成倍增加,运算速度不断提高, 功能不断完善,使控制技术发生了根本的变化,使控制不仅依赖硬件电路,而且可利用软件编程,既方便又灵活。各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现,并具有自诊断功能,并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。综上所述可以看出,微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。 3. 电力电子技术的重要作用(1) 优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理, 使电能的使用达到合理、高效和节约,实现了电能使用最佳化。例如,在节电方面,针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等 14 个方面的调查, 潜在节电总量相当于 1990 年全国发电量的 16% , 所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施,一般节能效果可达 10%-40% ,我国已许多装置列入节能的推广应用项目。(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测, 今后将有 95% 的电能要经电力电子技术处理后再使用, 即工业和民用的各种机电设备中,有 95% 与电力电子产业有关,特别是,电力电子技术是弱电控制强电的媒体,是机电设备与计算机之间的重要接口,它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件,成为发挥计算机作用的保证和基础。(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展, 将使机电设备突破工频传统, 向高频化方向发展。实现最佳工作效率,将使机电设备的体积减小几倍、几十倍,响应速度达到高速化,并能适应任何基准信号,实现无噪音且具有全新的功能和用途。(4) 电力电子智能化的进展, 在一定程度上将信息处理与功率处理合一, 使微电子技术与电力电子技术一体化, 其发展有可能引起电子技术的重大