PWM直流斬波電路分析及測試.doc

實(shí)驗(yàn)四 PWM直流斬波電路分析及測試一實(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測出直流電壓增益M=VO/VS與占空比D的函數(shù)關(guān)系。6測試輸入、輸出濾波環(huán)節(jié)分別對輸入電流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直流斬波及開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)掛箱2萬用表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，如有異常現(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)，用示波器測出GTR基-射極電壓Vbe與集-射極電壓Vce；二極管VD陰極與陽極之間電壓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測試將開關(guān)S2斷開，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)，測試方法同前。8L=3.07mH，測出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形9測出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)，測試56個(gè)D數(shù)據(jù)，以及與此對應(yīng)的輸出電壓VO 。(占空比D用示波器觀察, VO、VS用萬用表測量，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輸入濾波器功能測試(斷開電源S1 開關(guān)再接線)有與沒有輸入濾波器時(shí)，電源電流（即1514兩端）波形測試(用示波器AC檔觀察)。11輸出濾波器功能測試(斷開電源S1 開關(guān)再接線)有與沒有輸出濾波器時(shí)，輸出電流紋波測試（“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?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Buck-Boost變換器的優(yōu)缺點(diǎn)作一評述。優(yōu)點(diǎn)：電路簡單；可通過簡單地調(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)定性更直接簡單。缺點(diǎn)：以buck變換器方式工作時(shí)，輸入輸出之間沒有隔離，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。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路相對比較簡單，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，了解