電力電子技術(shù)課程設(shè)計--mosfet降壓斬波電路設(shè)計（純電阻負(fù)載）

1、<p>　　電氣工程及其自動化專業(yè)</p><p>　　《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　2014年12月10日</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書 </b></p><p>　　題 目: MOSFET降壓斬波電路設(shè)計（純電阻負(fù)載）

2、 </p><p><b>　　初始條件： </b></p><p>　　1、輸入直流電壓：Ud=100V 2、輸出功率：300W 3、開關(guān)頻率5KHz 4、占空比10%~90% </p><p>　　5、輸出電壓脈率：小于10% </p><p>　　要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書

3、撰寫等</p><p><b>　　具體要求） </b></p><p>　　1、根據(jù)課程設(shè)計題目，收集相關(guān)資料、設(shè)計主電路、控制電路； 2、用MATLAB/Simulink對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真； </p><p>　　3、撰寫課程設(shè)計報告——畫出主電路、控制電路原理圖，說明主電路的工作原理、選擇元器件參數(shù)，說明控制電路的工作原理、繪出主電路典

4、型波形，繪出觸發(fā)信號（驅(qū)動信號）波形，并給出仿真波形，說明仿真過程中遇到的問題和解決問題的方法，附參考資料。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一.設(shè)計要求與方案1</p><p>　　1.1 設(shè)計要求1</p><p>　　1.2 設(shè)計方案1</p><p>　

5、　二.降壓斬波電路設(shè)計方案2</p><p>　　2.1降壓斬波電路原理圖2</p><p>　　2.2降壓斬波電路工作原理圖2</p><p><b>　　三.控制電路3</b></p><p><b>　　3.1工作原理4</b></p><p>　　3.2控制

6、芯片介紹5</p><p>　　四. MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計6</p><p>　　4.1驅(qū)動電路方案選擇6</p><p>　　4.2 驅(qū)動電路原理7</p><p>　　五.電路各元件的參數(shù)設(shè)定8</p><p>　　5.1 MOSFET簡介8</p><p>　　5.2功率M

7、OSFET的結(jié)構(gòu)8</p><p>　　5.3功率MOSFET的工作原理9</p><p>　　5.4各元件參數(shù)計算9</p><p>　　六. 保護(hù)電路10</p><p>　　6.1主電路器件保護(hù)10</p><p>　　6.2 負(fù)載過壓保護(hù)11</p><p>　　七． 仿真電

8、路及其仿真結(jié)果11</p><p>　　7.1仿真結(jié)果分析15</p><p><b>　　八．總結(jié)16</b></p><p><b>　　九．參考文獻(xiàn)18</b></p><p>　　MOSFET降壓斬波電路設(shè)計</p><p><b>　　一.設(shè)計要求

9、與方案</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計要求</b></p><p>　?、倮肕OSFET設(shè)計一個降壓斬波電路。</p><p>　?、谳斎胫绷麟妷?100V，輸出功率P=300W 。</p><p>　?、坶_關(guān)頻率為5KHz，占空比10%到90%。</p><p>

10、　?、茌敵鲭妷好}率小于10%。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計方案</b></p><p>　　電力電子器件在實際應(yīng)用中，一般是由控制電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路及以電力電子器件為核心的主電路組成一個系統(tǒng)。由信息電子電路組成的控制電路按照系統(tǒng)的工作要求形成控制信號，通過驅(qū)動電路去控制主電路中電路電子器件的導(dǎo)通或者關(guān)斷，來完成整個系統(tǒng)的功能。</p>

11、<p>　　根據(jù)MOSFET降壓斬波電路設(shè)計任務(wù)要求設(shè)計主電路、驅(qū)動電路。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1 電路結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　在圖1結(jié)構(gòu)框圖中，控制電路用來產(chǎn)生MOSFET降壓斬波電路的控制信號，控制電路產(chǎn)生的控制信號傳到驅(qū)動電路，驅(qū)動電路把控制信號轉(zhuǎn)換為加在MOSFET控制端與公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的

12、信號。通過控制MOSFET的開通和關(guān)斷來控制MOSFET降壓斬波電路工作?？刂齐娐分斜Ｗo(hù)電路是用來保護(hù)電路，防止電路產(chǎn)生過電流、過電壓現(xiàn)象而損壞電路設(shè)備。</p><p>　　二.降壓斬波電路設(shè)計方案</p><p>　　2.1降壓斬波電路原理圖</p><p>　　降壓斬波電路的原理圖以及工作波形如圖2所示。該電路使用一個全控型器件 V，也可使用其他器件，若采用晶

13、閘管，需設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路。圖中為MOSFET。為在MOSFET關(guān)斷時給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管VD。斬波電路主要用于電子電路的供電電源，也可拖動直流電動機(jī)或帶蓄電池負(fù)載等，后兩種情況下負(fù)載中均會出現(xiàn)反電動勢，如圖中U0(t)所示。若負(fù)載中無反電動勢時，只需令U0(t)=0，以下的分析及表達(dá)式均可適用。</p><p>　　圖2 降壓斬波電路原理圖</p><p>

14、　　2.2降壓斬波電路工作原理圖</p><p>　　直流降壓斬波電路使用一個全控型的電壓驅(qū)動器件MOSFET，在t=0時刻驅(qū)動V導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電，負(fù)載電壓U0=E，負(fù)載電流i0按指數(shù)曲線上升。當(dāng)t=t1時，控制MOSFET 關(guān)斷負(fù)載電流經(jīng)二極管VD 續(xù)流，負(fù)載電壓U0 近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動小，通常使串聯(lián)的電感L值較大。電路工作時的波形圖如圖3所示。</p>

15、<p>　　圖3 降壓斬波電路的工作波形</p><p>　　至一個周期T結(jié)束，再驅(qū)動MOSFET導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。當(dāng)電路工作處于穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載電流在一個周期的初值和終值相等，如圖3所示。</p><p><b>　　負(fù)載電壓平均值為</b></p><p><b>　　（2.1）</b></p&g

16、t;<p><b>　　負(fù)載電流平均值為</b></p><p>　　式中，ton為MOSFET處于通態(tài)的時間；toff為MOSFET處于斷態(tài)的時間；T為開關(guān)周期；為導(dǎo)通占空比。</p><p>　　由式（1.1）可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值U0最大為U，減小占空比，U0隨之減小。因此將該電路稱為降壓斬波電路。也稱buck變換器。</p>

17、<p>　　根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)試的方式不同，可分為三種工作方式：</p><p>　　1) 保持開關(guān)導(dǎo)通時間 不變，改變開關(guān)T，稱為頻率調(diào)制工作方式；</p><p>　　2) 保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時間 ，稱為脈沖寬調(diào)制工作方式；</p><p>　　3) 開關(guān)導(dǎo)通時間和開關(guān)周期T 都可調(diào)，稱為混合型。</p><p

18、><b>　　三.控制電路</b></p><p>　　控制電路需要實現(xiàn)的功能是產(chǎn)生控制信號，用于控制斬波電路中主功率器件的通斷，通過對占空比的調(diào)節(jié)達(dá)到控制輸出電壓大小的目的。</p><p>　　斬波電路有三種控制方式：</p><p>　　1.保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時間ton，稱為脈沖寬度調(diào)制或脈沖調(diào)寬型；</p>

19、;<p>　　2.保持導(dǎo)通時間不變，改變開關(guān)周期T，成為頻率調(diào)制或調(diào)頻型；</p><p>　　3.導(dǎo)通時間和周期T都可調(diào)，是占空比改變，稱為混合型。</p><p>　　因為斬波電路有這三種控制方式，又因為PWM控制技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，所以采用PWM控制方式來控制MOSFET的通斷。PWM控制就是對脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。這種電路把直流電壓“斬”成一系列脈沖，改變脈沖的占空比

20、來獲得所需的輸出電壓。改變脈沖的占空比就是對脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，只是因為輸入電壓和所需要的輸出電壓都是直流電壓，因此脈沖既是等幅的，也是等寬的，僅僅是對脈沖的占空比進(jìn)行控制。</p><p>　　圖四. SG3525引腳圖</p><p>　　對于控制電路的設(shè)計其實可以有很多種方法，可以通過一些數(shù)字運算芯片如單片機(jī)、CPLD等等來輸出PWM波，也可以通過特定的PWM發(fā)生芯片來控制。因為課程設(shè)

21、計要求，所以我選用一般的PWM發(fā)生芯片來進(jìn)行連續(xù)控制。</p><p>　　對于PWM發(fā)生芯片，我選用了SG3525芯片，其引腳圖如圖四所示，它是一款專用的PWM控制集成電路芯片，它采用恒頻調(diào)寬控制方案，內(nèi)部包括精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。</p><p>　　其11和14腳輸出兩個等幅、等頻、相位互補(bǔ)、占空比可調(diào)的PWM信號。腳6、腳7 內(nèi)有一個雙門

22、限比較器，內(nèi)設(shè)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成SG3525 的振蕩器。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端(腳3)。腳1 及腳2 分別為芯片內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。該放大器是一個兩級差分放大器。根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)特性要求，在誤差放大器的輸出腳9和腳1之間一般要添加適當(dāng)?shù)姆答佈a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，另外當(dāng)10腳的電壓為高電平時，11和14腳的電壓變?yōu)?0輸出。</p><p><b>　　3.1工作

23、原理</b></p><p>　　由于SG3525的振蕩頻率可表示為 ：</p><p><b>　　4.1</b></p><p>　　式中:, 分別是與腳5、腳6相連的振蕩器的電容和電阻；是與腳7相連的放電端電阻值。根據(jù)任務(wù)要求需要頻率為5kHz，所以由上式可取=0.01μF, = ,=。可得f=5kHz，滿足要求。</p

24、><p><b>　　圖5. 控制電路</b></p><p>　　SG3525有過流保護(hù)的功能，可以通過改變10腳電壓的高低來控制脈沖波的輸出。因此可以將驅(qū)動電路輸出的過流保護(hù)電流信號經(jīng)一電阻作用，轉(zhuǎn)換成電壓信號來進(jìn)行過流保護(hù)，同理也可以用10端進(jìn)行過壓保護(hù)，如圖5所示10端外接過壓過流保護(hù)電路。當(dāng)驅(qū)動電路檢測到過流時發(fā)出電流信號，由于電阻的作用將10腳的電位抬高，從而

25、11、14腳輸出低電平，而當(dāng)其沒有過流時，10腳一直處于低電平，從而正常的輸出PWM波。</p><p>　　SG3525還有穩(wěn)壓作用。1端接芯片內(nèi)置電源，2端接負(fù)載輸出電壓，通過1端的變位器得到它的一個基準(zhǔn)電位，從而當(dāng)負(fù)載電位發(fā)生變化時能夠通過1、2所接的誤差放大器來控制輸出脈寬的占空比，若負(fù)載電位升高則輸出脈寬占空比減小，使得輸出電壓減小從而穩(wěn)定了輸出電壓，反之則然。調(diào)節(jié)變位器使得1端得到不同的基準(zhǔn)電位，控制

26、輸出脈寬的占空比，從而可使得輸出電壓為20V-90V范圍。</p><p><b>　　3.2控制芯片介紹</b></p><p>　　本控制電路是以SG3525 為核心構(gòu)成,SG3525 為美國Silicon General 公司生產(chǎn)的專用，它集成了PWM 控制電路,其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及各引腳功能如圖3.3所示,它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案,內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源,鋸齒波振

27、蕩器,誤差放大器,比較器,分頻器和保護(hù)電路等.調(diào)節(jié)Ur 的大小,在11,14兩端可輸出兩個幅度相等,頻率相等,相位相差, 占空比可調(diào)的矩形波(即PWM信號).然后，將脈沖信號送往芯片HL402，對微信號進(jìn)行升壓處理，再把經(jīng)過處理的電平信號送往MOSGRT，對其觸發(fā)，以滿足主電路的要求。</p><p>　　圖3.3SG3525A 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　四. MOSFET驅(qū)動電

28、路設(shè)計</p><p>　　4.1驅(qū)動電路方案選擇</p><p>　　該驅(qū)動部分是連接控制部分和主電路的橋梁，該部分主要完成以下幾個功能：(1)提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，使電力MOSFE 管可靠的開通和關(guān)斷；(2)提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時電流，使MOSFET能迅速建立柵控電場而導(dǎo)通；(3)盡可能小的輸入輸出延遲時間，以提高工作效率；(4) 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信號電路與

29、柵極驅(qū)動電路絕緣；(5)具有靈敏的過流保護(hù)能力。</p><p>　　而電力MOSFET 是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此它的第一個顯著特點是驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小；第二個顯著特點是開關(guān)速度快、工作頻率高。但是電力MOSFET電流容量小，耐壓低，多用于功率不超過10Kw 的電力電子裝置。</p><p>　　在功率變換裝置中,根據(jù)主電路的結(jié)構(gòu)，起功率開關(guān)器件一般采用直接驅(qū)動和隔離

30、驅(qū)動兩種方式.美國IR公司生產(chǎn)的IR2110驅(qū)動器，兼有光耦隔離和電磁隔離的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求、驅(qū)動要求及電力MOSFET 管開關(guān)特性,選擇驅(qū)動芯片IR2110 來實現(xiàn)驅(qū)動。</p><p>　　芯片IR2110 管腳及內(nèi)部電路圖如下圖4 所示。</p><p>　　圖4 IR2110 管腳及內(nèi)部電路圖<

31、;/p><p>　　4.2 驅(qū)動電路原理</p><p>　　IR2110 內(nèi)部功能由三部分組成：邏輯輸入、電平平移及輸出保護(hù)。</p><p>　　IR2110 驅(qū)動半橋的電路如圖所示，其中C1，VD1分別為自舉電容和自舉二極管，C2 為VCC的濾波電容。假定在S 關(guān)斷期間C1已經(jīng)充到足夠的電壓（VC1 VCC）。</p><p>　　當(dāng)HIN

32、 為高電平時如下圖4-2 ，VM1開通，VM2關(guān)斷，VC1加到S1的柵極和源極之間，C1 通過VM1，Rg1和柵極和源極形成回路放電，這時C1就相當(dāng)于一個電壓源，從而使S1導(dǎo)通。由于LIN與HIN是一對互補(bǔ)輸入信號，所以此時LIN為低電平，VM3關(guān)斷，VM4導(dǎo)通，這時聚集在S2柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過Rg2迅速對地放電，由于死區(qū)時間影響使S2 在S1 開通之前迅速關(guān)斷。</p><p>　　圖5 IR211

33、0 驅(qū)動半橋電路</p><p>　　設(shè)計驅(qū)動電路如圖6所示.</p><p><b>　　圖6 驅(qū)動電路圖</b></p><p>　　五.電路各元件的參數(shù)設(shè)定</p><p>　　5.1 MOSFET簡介</p><p>　　MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semicon

34、ductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（Field Effect Transistor場效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體（S）的場效應(yīng)晶體管。 </p><p>　　功率場效應(yīng)晶體管也分為結(jié)型和絕緣柵型,但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,簡稱功率MOSFET（Power MOSFET）。結(jié)型功率場效應(yīng)晶體管

35、一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（Static Induction Transistor--SIT）。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。 </p><p>　　功率MOSFET的種類：按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為；耗盡型；當(dāng)柵極電壓為零時漏源極之間就存在導(dǎo)

36、電溝道，增強(qiáng)型；對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道，功率MOSFET主要是N溝道增強(qiáng)型。 </p><p>　　5.2功率MOSFET的結(jié)構(gòu) </p><p>　　功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號如圖1所示；其導(dǎo)通時只有一種極性的載流子（多子）參與導(dǎo)電，是單極型晶體管。導(dǎo)電機(jī)理與小功率MOS管相同，但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別，小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷?，功率MOSF

37、ET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，又稱為VMOSFET, （Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。 </p><p>　　MOSFET的結(jié)構(gòu)與電氣圖形符號如圖7所示。</p><p>　　圖7 MOSFET的結(jié)構(gòu)與電氣圖形符號</p><p>　　按垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的差異，又分為利用V型槽實現(xiàn)垂直導(dǎo)電的VVMOSFET和具有垂直導(dǎo)電雙擴(kuò)

38、散MOS結(jié)構(gòu)的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS器件為例進(jìn)行討論。電力MOSFET也是多元集成結(jié)構(gòu)，一個器件由許多個小MOSFET元組成。每個元的形狀和排列方法，不同生產(chǎn)廠家采用了不同的設(shè)計，甚至因此對其產(chǎn)品去了不同的名稱。具體的單元形狀有六邊形、正方形等，也有矩形單元按“品”字型排列的</p><p>　　5.3功率MOSFET的工作原理&l

39、t;/p><p>　　截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏，漏源極之間無電流流過。</p><p>　　導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的少子-電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面</p><p>　　當(dāng)UGS大于UT（開啟電壓或閾值電壓）時，

40、柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失，漏極和源極導(dǎo)電。</p><p>　　5.4各元件參數(shù)計算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求可選大小為的直流電壓源，如果選取降壓斬波電路的占空比為，則輸出電壓，輸出功率，要求輸出功率為，可計算出負(fù)載電阻。電壓控制電壓源和脈沖電壓源可組成MOSFET功率開關(guān)的驅(qū)動電路。</

41、p><p>　　計算：由式，周期可由開關(guān)頻率得出為，把、、代入上式得出。雖說電感L的值越大，得到的圖形越穩(wěn)定，但在此電路中，需要看到文波，因此按計算值設(shè)置參數(shù)就可以啦。</p><p>　　計算：由式，要求脈動率，取，計算，代入上式計算出。雖說電容C的值越大，得到的圖形越穩(wěn)定，但在此電路中，需要看到文波，因此按計算值設(shè)置參數(shù)就可以啦。</p><p>　　若取其他占空比

42、時各參數(shù)值的計算方法與此一致，不同占空比時各個參數(shù)的值如表1所示。 </p><p>　　表1 不同占空比時各個參數(shù)的值</p><p><b>　　六. 保護(hù)電路</b></p><p>　　過壓保護(hù)要根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同部位，加入不同的保護(hù)電路，當(dāng)達(dá)到—定電壓值時，自動開通保護(hù)電路，所以可分為主電路器件保護(hù)和負(fù)載保護(hù)。</p>

43、;<p>　　6.1主電路器件保護(hù)</p><p>　　當(dāng)達(dá)到—定電壓值時，自動開通保護(hù)電路，使過壓通過保護(hù)電路形成通路，消耗過壓儲存的電磁能量，從而使過壓的能量不會加到主開關(guān)器件上，保護(hù)了電力電子器件。</p><p>　　為了達(dá)到保護(hù)效果，可以使用阻容保護(hù)電路來實現(xiàn)。將電容并聯(lián)在回路中，當(dāng)電路中出現(xiàn)電壓尖峰電壓時，電容兩端電壓不能突變的特性，可以有效地抑制電路中的過壓。與

44、電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過壓能量，同時抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩，過電壓保護(hù)電路如圖6.1.1所示。</p><p>　　圖6.1.1 RC阻容過電壓保護(hù)電路圖</p><p>　　6.2 負(fù)載過壓保護(hù)</p><p>　　如圖6.1.1所示 比較器同相端接到負(fù)載端，反相端接到一個基準(zhǔn)電壓上，輸出端接控制芯片10端，當(dāng)負(fù)載端電壓達(dá)到一定的值，比較器輸出Uo

45、m抬高10端電位，從而使10端上的信號為高電平時，PWM瑣存器將立即動作，禁止SG3525的輸出，同時，軟啟動電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動電容將充分放電，直到關(guān)斷信號結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動過程，從而實現(xiàn)過壓保護(hù)。</p><p>　　七． 仿真電路及其仿真結(jié)果</p><p>　　在MAT LAB里的Model畫出仿真的圖形。</p><p>　　仿真電

46、路圖如圖8所示。</p><p><b>　　圖8 仿真電路圖</b></p><p>　　各個參數(shù)的設(shè)置方法：用鼠標(biāo)左鍵雙擊圖標(biāo)，會出現(xiàn)一個對話框，然后再相應(yīng)的位置修改參數(shù)，就可完成參數(shù)的設(shè)置。在不同的占空比時，其他參數(shù)也不一樣，修改的方式都有一樣。完成參數(shù)的設(shè)置，就可以開始仿真。仿真時可能會出現(xiàn)問題，這就得在仿真的過程中去解決，解決好問題后，最終得到的仿真波形如下

47、。在波形圖中，從上到下的波形依次是輸入電壓、占空比、輸出電流、輸出電壓。</p><p>　　Simulink仿真結(jié)果如圖9所示。</p><p>　　圖9 =0.2時的仿真波形圖</p><p>　　由仿真結(jié)果圖9得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況下，占空比選擇20%時，得到的輸出電壓的平均值近似20V，輸出電流的平均值近似15A。得到的輸

48、出功率的平均值近似為300W，這滿足電路所需的要求。且從波形圖中可以看出，輸出的電壓電流波形的形狀是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論要求。</p><p>　　Simulink仿真結(jié)果如圖10所示。</p><p>　　圖10 =0.4時的仿真波形圖</p><p>　　由仿真結(jié)果圖10得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況

49、下，占空比選擇40%時，得到的輸出電壓的平均值近似40V，輸出電流的平均值近似7.5A。得到的輸出功率的平均值近似為300W，這滿足電路所需的要求。且從波形圖中可以看出，輸出的電壓電流波形的形狀是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論要求。</p><p>　　Simulink仿真結(jié)果如圖11所示。</p><p>　　圖11 =0.5時的仿真波形圖</p>

50、<p>　　由仿真結(jié)果圖11得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況下，占空比選擇50%時，得到的輸出電壓的平均值近似50V，輸出電流的平均值近似6A。得到的輸出功率的平均值近似為300W，這滿足電路所需的要求。且從波形圖中可以看出，輸出的電壓電流波形的形狀是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論要求。</p><p>　　Simulink仿真結(jié)果如圖12所示。<

51、/p><p>　　圖12 =0.8時的仿真波形圖</p><p>　　由仿真結(jié)果圖12得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況下，占空比選擇80%時，得到的輸出電壓的平均值近似80V，輸出電流的平均值近似3.75A。得到的輸出功率的平均值近似為300W，這滿足電路所需的要求。且從波形圖中可以看出，輸出的電壓電流波形的形狀是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論

52、要求。</p><p>　　Simulink仿真結(jié)果如圖13所示。</p><p>　　圖13 =0.9時的仿真波形圖</p><p>　　由仿真結(jié)果圖13得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況下，占空比選擇90%時，得到的輸出電壓的平均值近似90V，輸出電流的平均值近似3.34A。得到的輸出功率的平均值近似為300W，這滿足電路所需的要求。且從

53、波形圖中可以看出，輸出的電壓電流波形的形狀是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論要求。</p><p><b>　　7.1仿真結(jié)果分析</b></p><p>　　由仿真得到的波形可以看出在輸入電壓為100V時，在純電阻負(fù)載情況下，不同占空比時，得到的輸出電壓的平均值，輸出電流的平均值都不一樣。但是得到的輸出功率的平均值近似為300W，這點滿足電路設(shè)

54、計所需的要求。且從波形圖中可以看出，無論占空比有怎么變化，輸出電壓、輸出電流的波形的形狀始終是一致的，這滿足純電阻的要求。并且波形是連續(xù)的，符合理論要求。</p><p>　　由仿真圖可以看得到，當(dāng)占空比=0.2輸出電壓為20V；當(dāng)占空比=0.4輸出電壓為40V； 當(dāng)占空比=0.5輸出電壓為50V； 當(dāng)占空比=0.8輸出電壓為80V；當(dāng)占空比=0.9輸出電壓為90V。這與理論計算的結(jié)果是一致的，說明這此仿真結(jié)果是

55、正確的，符合要求。</p><p><b>　　八．總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的電力電子技術(shù)課程設(shè)計，我學(xué)到了很多在平常沒有學(xué)到的知識。沒有開始設(shè)計之前，我很自負(fù)，總是覺得無法成功的完成此次任務(wù)。但是通過我的同學(xué)的幫助和一些同專業(yè)校友的指導(dǎo)，我的課程設(shè)計就勉強(qiáng)的在今天完成了。有種說不出來的成就感，原來我也差不到哪里去，至少在老師布置的任務(wù)當(dāng)中我也能夠出

56、色的完成，這對于缺乏知識的我來說是十分珍貴的一次實踐經(jīng)驗。</p><p>　　第一次看到課程設(shè)計的題目時，我就覺得不會是那么簡單就能完成的。然后在真正開始動手做的時候，我發(fā)現(xiàn)了很多棘手的東西，導(dǎo)致我無法下手解決。我也有放棄的時候，總覺得干脆在網(wǎng)上找一篇蒙混過關(guān)算了，但是我的搭檔這是給了我充分的幫助和信心。在他的幫助下，我學(xué)到了很多我之前不會的東西，最重要的是，我居然能夠完成這項課程設(shè)計，再一次的感謝他。在課程設(shè)

57、計的時候，遇到最難的問題就是在自己的知識里，學(xué)到的大部分都是理論知識，第一次就開始用實踐的方法來完成課程設(shè)計對我來說難度真的很大，不過還好之前也做過類似的報告。但是畢竟與這次的課程設(shè)計還是有很大的不同。因為課本上涉及這部分的原理知識比較少，光靠書本上的知識根本解決不了，聽同學(xué)說圖書館有很多的有關(guān)于此次課程設(shè)計的書籍，這對于我來說是一筆巨大的財富。</p><p>　　我欣喜若狂的來到圖書館借閱有關(guān)書籍，但是那還不

58、夠。網(wǎng)路就在這個時候充分的發(fā)揮出了它的優(yōu)勢，有很多網(wǎng)友推薦了很多關(guān)于課程設(shè)計的書籍，看都看不過來。只能找?guī)妆就扑]最高的書籍來當(dāng)做參考。這次課程設(shè)計的知識來源很廣，對我們來說真的很寶貴，在此過程中也學(xué)到了很多課本上沒有的知識，豐富了自己的理論知識，還擴(kuò)寬了解決問題的方法，不得不感謝圖書館的存在和網(wǎng)絡(luò)的幫助。在做這次課程設(shè)計的過程中學(xué)到了很多東西，也知道了自己的不足之處，知道自己對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，以后還要努力

59、。當(dāng)然也通過這次的課程設(shè)計，我對以后的課程設(shè)計充滿了期待，這對于我來說就是一種挑戰(zhàn)，它成功的引起了我的好勝心，我想通過更過的課程設(shè)計學(xué)習(xí)到很多的實踐知識。這將是一筆永遠(yuǎn)也用不完的財富，我必須要牢牢的抓住它。</p><p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計終于在今天完成，寫到這里我頓時不經(jīng)感慨，想想剛開始的那種愁眉苦臉以及做好了遇到任何困難的準(zhǔn)備，感謝我的搭檔，老師，還有那些指點我的朋友們，我成功的完成了這次的課程設(shè)計。

60、其中有一半的成就是屬于你們的。經(jīng)過這次的電力電子技術(shù)課程設(shè)計，我對降壓斬波電路的理解不像剛開始那樣處在什么都不懂的階段上，也學(xué)習(xí)一些新的知識，增加了解決問題的能力。也對這門課有了更深的了解，知道這門課程在自動化專業(yè)的重要性，我以后一定還會花更多的時間學(xué)習(xí)這門電力電子技術(shù)的。我相信，只有通過我們的堅持和努力，就一定會在探索新知識的道路上學(xué)習(xí)到更多也會認(rèn)識到更多。</p><p><b>　　九．參考文獻(xiàn)&

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