直流升降壓斬波電路的設計

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1、摘要20世紀80年代以來，信息電子技術和電力電子技術在各自發(fā)展的基礎上相結合而產生了一代高頻化、全控型的電力電子器件，典型代表有門極可關斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管。利用全控型器件可以組成變流器。直流-直流變換器就是其中一種，它廣泛應用于通信交換機、計算機以及手機等電子設備的開關電源。直流—直流變流電路（DC-DCConverter）的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{電壓的直流電，包括直接直流變流電路和間接直流變流電路。直接直流變流電路也稱斬波電路（DCChop

2、per），它的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{電壓的直流電。本文著重介紹升降壓斬波電路的原理和基于matlab的simulink的升降壓斬波電路的仿真以及用一種芯片的方法實現(xiàn)升降壓斬波。關鍵詞:直流—直流變流電路；升降壓斬波；Simulink；仿真II目錄1緒論11.1電力電子技術的概況11.2電力電子技術的發(fā)展11.3電力電子技術的重要應用22總體方案設計32.1設計要求32.2升降壓斬波電路整體設計方案32.3方案確定33主電路設計43.1主電路原理43.2波形圖53.3主要元器件選擇6

3、4控制與驅動電路設計74.1控制電路設計74.2驅動電路設計85保護電路設計95.1過電流保護95.2過電壓保護96仿真分析106.1仿真軟件介紹106.2建立仿真模型106.3仿真結果分析12結束語15參考文獻16致謝17附錄18II1緒論1.1電力電子技術的內容電力電子學,又稱功率電子學(PowerElectronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構成的各式各樣的電路或裝置，以完成對電能的變換和控制。它既是電子學在強電(高電壓、大電流)或電工領域的一個分支，又是電

4、工學在弱電(低電壓、小電流)或電子領域的一個分支，或者說是強弱電相結合的新科學。電力電子學是橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個領域的一個新興工程技術學科。在電力電子技術中,將直流電的一種電壓值通過電力電子變換裝置變換為另一種固定或可調電壓值的變換,稱為直流-直流變換。直流變換電路的用途非常廣泛,包括直流電動機傳動、開關電源、單相功率因數校正,以及用于其他領域的交直流電源。1.2電力電子技術的發(fā)展電力電子技術包括功率半導體器件、功率變換技術及控制技術等幾個方面。其中電力電子器件是電力電子技術的核

5、心和基礎，也是電力電子技術發(fā)展的“龍頭”。從1957年美國通用電氣公司（GE）研制出世界上第一只工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制從旋轉的變流機組和靜止的離子變流器（如水銀整流器）進入由電力電子器件構成的靜止式半導體變流器時代，這標志著電力電子技術的誕生?！　∥覈娏﹄娮拥钠鸩娇勺匪莸缴鲜兰o50年代末。50年代末研制出第一只整流管，60年代初研制出第一只晶閘管和晶體管?！　〗涍^近二十年的工藝完善和應用開發(fā)，到上世紀70年代，普通晶閘管（不能自關斷，屬于半控型器件）已趨于成熟，形成了從低壓小電

6、流到高壓大電流的系列產品。電力電子技術的概念和基礎就是由于晶閘管和晶閘管變流技術的發(fā)展而確立的?！　∩鲜兰o70年代后期，以門極關斷晶閘管（GTO）、雙極晶體管（BJT）、功率場效應管（PowerMOSFET）為代表的全控型器件（通過對門極（柵極）或基極的控制，可以使其開通，又可以使其關斷）全速發(fā)展。上世紀80年代后期，以絕緣柵雙極晶體管IGBT和功率MOSFET為代表的，集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件的相繼問世，是傳統(tǒng)電力電子向現(xiàn)代電力電子轉化的標志。181.3電力電子技術的重要

7、作用優(yōu)化電能使用。通過電力電子技術對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節(jié)約，實現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查，潛在節(jié)電總量相當于1990年全國發(fā)電量的16%，所以推廣應用電力電子技術是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達10%-40%，我國已許多裝置列入節(jié)能的推廣應用項目。改造傳統(tǒng)產業(yè)和發(fā)展機電一體化等新興產業(yè)。據發(fā)達國家預測，今后將有95%的電能要經電力電子技術處理后再使用，即工業(yè)和

8、民用的各種機電設備中，有95%與電力電子產業(yè)有關，特別是，電力電子技術是弱電控制強電的媒體，是機電設備與計算機之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產業(yè)和新興產業(yè)采用微電子技術創(chuàng)造了條件，成為發(fā)揮計算機作用的保證和基礎。電力電子技術高頻化和變頻技術的發(fā)展，將使機電設備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻化方向發(fā)展。實現(xiàn)最佳工作效率，將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍，響應速度達到高速化，并能適應任何基準信號，實現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。電力電子智能化的進展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術與電力電子技