设计电路二 - 降压斩波电路课程设计汇总

降压斩波电路课程设计（二）

一．设计要求

1）完成buck降压斩波器的设计、仿真；

2）设计要求：输入：DC100V 输出：DC60V

二．题目分析

Buck降压斩波电路，通过控制晶闸管开通关断的时间达到降压的目的。

1：t=0时，晶闸管开通，100v直流电源向右边的负载供电，使得负载电压U0=E，负载电流按照指数曲线上升。

2：在t=30us时晶闸管关断，负载电流经过续流二极管续流，负载电压U0近似为零，电感使得负载电流曲线连续且脉动小。

3：在经过20us一个周期结束，再次驱使晶闸管导通，重复前面的周期过程。

电路工作趋于稳定时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，电压的平均值为U0= αE，仿真中α为3/5，周期为50us，开通时间为30us，关断时间为20。当输入为100v时，按照这个占空比α3/5时，输出的电压为60v。

三．主电路设计、元器件选型及计算：

1：当t=0时，驱动IGBT导通，电源E向负载供电，负载电压0u=αE，负载电流0i按指数曲线上升。电路工作时波形图如下图：

2：当1tt=30s时，控制晶闸管关断，负载电流经二极管DV续流，负载电压0u近似为零，负载电流指数曲线下降。

3：至一个周期T结束，再驱动晶闸管导通，重复上一周期的过程。当电力工作于稳态时负载电流在一个周期的初值和终值相等，负载电压的平均值为：

4.ton：IGBT处于通态的时间；

toff：处于断态的时间；

T：开关周期；

α：导通占空比。

5.由于占空比为开通时间小于周期时间，必定使得占空比小于1，所以buck输出的电压小于输入的电压。即：为降压斩波电路。

6.器件参数：

（1）电源：要求输入电压为100V。

（2）电阻：为20欧姆。

（3）IGBT：当IGBT截止时，回路通过二极管续流，此时IGBT两端承受最大正压为100V；而当=1时，IGBT有最大电流，其值为5A。故需选择集电极最大连续电流cI=A10，反向击穿电压VBvceo200的IGBT，而一般的IGBT都满足要求。

（4）二极管：其承受最大反压100V，其承受最大电流趋近于5A，考虑2倍裕量，故需选择VUN200，AIN10的二极管。

（5）电感：按照WL》》R，W=2πf，得到电感为2mH。

（6）开关频率：f=20kHz。

（7）电容：按照1/（wc）》》R，得到c为5uf。

四．主电路仿真分析

1.降压斩波电路图：

2.开通时间、周期时间设置以及得到的电压波形：

图2

图3