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實(shí)驗(yàn)四 PWM直流斬波電路分析及測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握BuckBoost變換器的工作原理、特點(diǎn)與電路組成。2熟悉BuckBoost變換器連續(xù)與不連續(xù)工作模式的工作波形圖。3掌握BuckBoost變換器的調(diào)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1連接實(shí)驗(yàn)線路,構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的BuckBoost變換器。2調(diào)節(jié)占空比,測(cè)出電感電流iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D,并與理論值相比較。3將電感L增大一倍,測(cè)出iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D,并與理論值相比較。4測(cè)出連續(xù)與不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形。5測(cè)出直流電壓增益M=VO/VS與占空比D的函數(shù)關(guān)系。6測(cè)試輸入、輸出濾波環(huán)節(jié)分別對(duì)輸入電流iS與輸出電流iO影響。三實(shí)驗(yàn)線路四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1MCL-08直流斬波及開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗(yàn)掛箱2萬(wàn)用表3. 雙蹤示波器五實(shí)驗(yàn)方法1檢查PWM信號(hào)發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)電路工作是否正常連接有關(guān)線路,觀察信號(hào)發(fā)生器輸出與驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形是否正常,如有異?,F(xiàn)象,則先設(shè)法排除故障。2電感L=1.48mH,電感電流iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D測(cè)試將“16”與“18”、“21”與“4”、“22”與“5”、“19”與“6”、“1”與“4”、“9”與“12”相連,即按照以下表格連線。 16 1821422519614912合上開(kāi)關(guān)S1與S2、S3、S4,用示波器觀察“7”與“13”(即iL)之間波形,然后調(diào)節(jié)RP1使iL處于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài),記錄這時(shí)候的占空比D與工作周期T。3L=1.48mH,測(cè)出處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài)時(shí)的Vbe (“5”“6”)、Vce(“4”“6”)、VD(“9”“8”)、iL(“7”“13”)、iC(“6”“7”)、iD(“8”“7”)等波形調(diào)節(jié)RP1,使iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài),用示波器測(cè)出GTR基-射極電壓Vbe與集-射極電壓Vce;二極管VD陰極與陽(yáng)極之間電壓VD;電感L3兩端電壓VL;電感電流iL;三極管集電極電流iC以及二極管電流iD等波形。4L=1.48mH,測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1左旋到底,使iL處于連續(xù)工作狀態(tài),用雙蹤示波器觀察上述波形。5L=1.48mH,測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1右旋到底,使iL處于不連續(xù)工作狀態(tài),用雙蹤示波器觀察上述波形。6L=3.07mH,iL處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D測(cè)試將開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi),觀察iL波形,調(diào)節(jié)RP1,使iL處于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài),記錄這時(shí)候的占空比D與工作周期T。7L=3.07mH,測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形調(diào)節(jié)RP1,使iL處于連續(xù)工作狀態(tài),測(cè)試方法同前。8L=3.07mH,測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形9測(cè)出M=VO/VS與占空比D的函數(shù)關(guān)系(1)L=1.48mH,占空比D 從最小到最大范圍內(nèi),測(cè)試56個(gè)D數(shù)據(jù),以及與此對(duì)應(yīng)的輸出電壓VO 。(占空比D用示波器觀察, VO、VS用萬(wàn)用表測(cè)量,Vs(Vcc “14”)、Vo(“12”“15”)【紅色為臨界時(shí)的數(shù)值】D0.180.340.410.530.600.680.710.750.83Vo(V)-8.32-15.43-18.82-22.26-25.24-29.06-29.91-33.45-33.50M=Vo/Vs-0.555-1.029-1.255-1.484-1.683-1.937-1.994-2.230-2.300(2)L=3.07mH,測(cè)試方法同上。D0.160.230.370.450.500.600.680.750.83Vo(V)-6.15-9.18-12.58-14.83-16.84-19.19-26.96-31.16-33.84M=Vo/Vs-0.410-0.612-0.839-0.989-1.123-1.279-1.797-2.077-2.25610輸入濾波器功能測(cè)試(斷開(kāi)電源S1 開(kāi)關(guān)再接線)有與沒(méi)有輸入濾波器時(shí),電源電流(即1514兩端)波形測(cè)試(用示波器AC檔觀察)。11輸出濾波器功能測(cè)試(斷開(kāi)電源S1 開(kāi)關(guān)再接線)有與沒(méi)有輸出濾波器時(shí),輸出電流紋波測(cè)試(“12”“15”)(用示波器AC檔觀察)。五實(shí)驗(yàn)結(jié)果1分別在L=1.48mH與3.07mH條件下,列出iL連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D,并與理論值相比較。L=1.48mH:D=0.68,T=133us,R=300。理論LC=(1-D)/2=0.0512;實(shí)際LC=L/RT=0.0371。L=3.07mH:D=0.60,T=133us,R=300。理論LC=(1-D)/2=0.0800;實(shí)際LC=L/RT=0.0741。2 畫出不同L,連續(xù)、臨界與斷續(xù)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形。(1-1)L=1.48mH時(shí),iL臨界:Vbe Vce VD iL iC iD (1-2)L=1.48mH時(shí),iL連續(xù):Vbe Vce VD iL iC iD (1-3)L=1.48mH時(shí),iL斷續(xù):Vbe Vce VD iL iC iD (2-1)L=3.07mH時(shí),iL臨界:iL(2-2)L=3.07mH時(shí),iL連續(xù):Vbe Vce VD iL iC iD (2-3)L=3.07mH時(shí),iL斷續(xù):Vbe Vce VD iL iC iD 3根據(jù)不同的L值,按所測(cè)的D,VO值計(jì)算出M值,列出表格,并畫出曲線。連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的直流電壓增益表達(dá)式為M=D/(1-D),請(qǐng)?jiān)谕粓D上畫出該曲線,并在圖上注明連續(xù)工作與斷續(xù)工作區(qū)間。(1)L=1.48mH【紅色為臨界時(shí)的數(shù)值】D0.180.340.410.530.600.680.710.750.83Vo(V)-8.32-15.43-18.82-22.26-25.24-29.06-29.91-33.45-33.50|M|=|Vo/Vs|0.5551.0291.2551.4841.6831.9371.9942.232.3(2)L=3.07mHD0.160.230.370.450.500.600.680.750.83Vo(V)-6.15-9.18-12.58-14.83-16.84-19.19-26.96-31.16-33.84|M|=|Vo/Vs|0.410.6120.8390.9891.1231.2791.7972.0772.2564 試對(duì)Buck-Boost變換器的優(yōu)缺點(diǎn)作一評(píng)述。優(yōu)點(diǎn):電路簡(jiǎn)單;可通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RP1以改變電感上的電壓,升壓、降壓功能都可實(shí)現(xiàn),環(huán)路穩(wěn)定性更直接簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):以buck變換器方式工作時(shí),輸入輸出之間沒(méi)有隔離,而且只有一個(gè)輸出。以boost(非隔離)反激式變換器工作時(shí),存在最大輸出功率的限制。5 試說(shuō)明輸入、輸出濾波器在該變換中起何作用?能分別減小輸入、輸出電流的波動(dòng),使電流更平穩(wěn)。6 實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)與改進(jìn)意見(jiàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),了解
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