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范文一：直流斩波电路实验
实验课程名称 电力电子技术 面向专业 电气工程及其自动化 总学时数 16 实验项目名称 直流斩波电路实验 实验学时 2 一、实验目的、要求
1. 熟悉直流斩波电路及升、降压电路的工作原理。
2. 掌握IGBT器件的应用。驱动模块EXB841电路的驱动与保护环节的测试。
3. 掌握 脉宽调制电路的调试及负载电压波形的分析。
二、实验原理
实验电路见图4-1
+
~50V
_
图4-1 IGBT 直流斩波电路主电路
1. 直流斩波电路
220V单相交流电经整流变压器TR，降为50V交流电，再经桥堆B及滤波电容C、C后，变56为直流电，其幅值在45V,70V之间，视负载电流大小而定。
直流电路的负载为110V、25W白炽灯(或220V 25W白炽灯)，如今以绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为开关管，来控制直流电路的通、断，以调节负载上平均电压的大小。这就是一个直流斩波电路。
(3)IGBT的驱动保护电路
当集电极电流过大时，管子的饱和电压U将明显增加，使集电极电位升高，过高的集CE
电极电位将使二极管VD截止，它作为过电流信号，送至6脚，通过模块中的保护电路，会1
使栅极电位下降，IGBT截止，从而起到过电流保护作用。
此外，当出现过电流时，5脚将输出低电平信号，使光电耦合器LE导通(见图4-2)，
输出过电流保护动作信号(送至显示或报警或其他保护环节)。在图4-2中，是在R与LE2
间，串接一发光二极管LED，作为过电流显示。
图4-2 IGBT驱动和过流保护
三、使用仪器、材料
1. 亚龙-直流斩波电路单元。
2. 示波器。
4. 万用表。
5(变阻器。
四、实验步骤——参照实验指导书，可适当补充～
(一)直流斩波降压电路
1. 直流斩波降压电路如图4-1所示。对照图4-1，完成直流斩波降压电路连线。
2. 将(+20V、+5V、-5V)接入线路板相应电源插口。注意电压，、,极性不可接错。
3. 测量各电压的幅值是否正确。
4. 用示波器和万用表测量主电路(50V整流电路)输出电压的幅值和波形。
5. 调节RP，用示波器测量脉冲的宽度和幅值，观察他们的变化，并作记录。
6. 在脉冲信号电压及主电路电压(幅值与波形)正常的情况下，接上负载(灯泡)及脉冲输入信号。
7. 使占空比为50%上时，测量负载平均电压U的幅值与波形，并测量IGBT管U和ULCBGE数值。
8. 使占空比分别为15,、30,，最大(98,)时，重复步骤,，即再测U、U、U的数LCBGE
值。
(二)验证EXB841驱动模块的保护功能。
负载电压最高时，将二极管,D至IGBT管集电极的连线断开(设置人为IGBT过载信号)，1
观察保护电路工作情况(测量负载电压及U、U电压)，并作记录。 GECE五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 1、直流斩波电路负载输出电压
占空比α(按实际情况取值) 输出负载电压理论值(V) 输出负载电压实际测量值(V)
15?
30?
50?
98?
六、实验结果及分析
1. 实际测量值与理论值比较。
2. 分析EXB841驱动模块的过流保护作用。 七、注意事项
, 注意安全，不允许带电操作。
, 注意电源极性，认真接线。
, 注意示波器两个探头用法。
实验报告要求:
书写规范，字迹清晰，内容完整，数据可靠。
范文二：直流斩波电路实验
实验六 直流斩波电路的性能研究
1(实验目的
熟悉降压斩波电路(Buck Chopper)和升压斩波电路(Boost Chopper)的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。
2(实验设备及仪器
1(电力电子教学实验台主控制屏。
2(MCL-16组件。
3(NMEL-03电阻箱 (900Ω/0.41A)。
4(万用表。
5(双踪示波器
6(直流安培表。
3、注意事项
(1)“主电路电源2”的实验输出电压为15V，输出电流为1A，当改变负载电路时，注意R值不可过小，否则电流太大，有可能烧毁电源内部的熔断丝。
(2)做实验时，注意“PWM波形发生器”的“S1”一定要打在“直流斩波”，如果打在“半桥电源”极易烧毁“主电路电源2” 内部的熔断丝。
(3) 正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。
4(实验步骤 ON+15VS25+15vOFF(1)(SG3525的调直流斩波15S1试。 165.1V半桥电源Vc基准欠压锁定5.1V167C14原理框图见图35R16振荡器2—6。 QR27A11T8Q>1将扭子开关S打132C2R3Q99RR4向“直流斩波”侧，+15v41S2B14>15.1VS电源开关打向2软起动85.1V1011地10RP50uA“ON”，将“3”端和关闭R5SG3525“4”端用导线短接，
1212脉冲用示波器观察“1”宽度调节
图2—6 PWM波形发生端输出电压波形应为
锯齿波，并记录其波形的频率和幅值。
扭子开关S扳向“OFF”，用导线连接“5”、“6”， 扭子开关S扳向22“ON”，用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比。
Dmax= Dmin=
1(2)(研究降压斩波电路工作情况
实验接线图见图2—7。
C(a)分别将“主电源2”的“1”端和“直
流斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的
2“2”端和“直流斩波电路”的“2”端相连，
(a)主电源
将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直L1VT1
流斩波电路VT的GS 端相连，“直流斩波电111314S1”的“4”、“5”端串联NMEL-03电阻箱 (将路G1
两组900Ω/0.41A的电阻并联起来，顺时针旋VD152
转调至阻值最大约450Ω)，和直流安培表(将
(b)降压斩波电路量程切换到2A挡)。
810(b)检查接线正确后，接通控制电路和主VD2L2
电路的电源(注意:先接通控制电路电源后接通6
G2主电路电源 )，改变脉冲占空比，每改变一次，C2VT29分别观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压711S2
波形，输出电压、u波形，输出电流i的波形 00
(c)升压斩波电路(c)改变负载R的值(注意:负载电流不
图2-7 直流斩波电路能超过1A)，重复上述内容。
(3)(研究升压斩波电路工作情况
(a) 断开“主电路2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM波形发生”与VT1的连接，分别将“直流斩波电路”的“6”和“主电路2”的“1”相连，“直流斩波电路”的“7”和“主电路2”的“2”端相连，将VT的GS分别接222至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，直流斩波电路的“10”、“11” 端，分别串联NMEL-03电阻箱(调至阻值最大约900Ω)和直流安培表(将量程切换到2A挡)。
(b) 改变脉冲占空比D，每改变一次，分别:观察PWM信号的波形，MOSFET
的栅源电压波形，输出电压、u波形，输出电流i的波形。 00
(c) 改变负载R的值(注意:负载电流不能超过1A)，重复上述内容。
5(实验报告
1(绘制在某一占空比D下，降压斩波电路中，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u波形，输出电流i的波形。 00
2(绘制在某一占空比D下，升压斩波电路中，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u波形，输出电流i的波形。 00
范文三：实验直流斩波电路2
实验 直流斩波电路研究
一. 实验目的
1、掌握降压斩波电路的工作原理及特点； 2、测试输出电压与占空比的函数关系。
二．实验原理
L
id
图1 降压斩波器原理电路 u +US
图2 斩波后的输出电压
t
可控开关VT以一定的时间间隔重复地接通和断开。
当开关VT接通时，直流电源Us通过开关VT施加到负载两端，电源向负载提供能量。
当开关VT断开时，中断了供电电源Us向负载提供能量。但在开关VT接通期间负载电感中所储存的能量此时通过续流二极管VD使负载电流继续流通。
开关管导通时，输出电压Ud等于输入电压Us ；开关管断开时，输出电压等于0。输出电压的平均值Ud为
Ud?
1T
??
ton
Usdt??0dt?
ton
T
?
tonton
Us? Us??UsTton?toff
式中 ton—斩波开关导通时间； toff—斩波开关关断时间； T= ton +toff —斩波周期；
α—工作率（或称占空比）。
因此，负载电压受斩波器工作率α控制。
三．实验内容
占空比α与输出电压Ud之间的的函数关系测试；
四、实验结果
占空比α与输出电压Ud之间的的函数关系测试
根据实验数据绘制Ud ~ α曲线，并给出它们的函数表达式。
Ud14128 6 4 2
函数表达式为：
Ud?20?
范文四：实验三 直流斩波电路
示波器使用注意,如两个波形不共地,不能同时测量,根据波形幅值大小,有的波形需要选择*10档。
实验三 直流斩波电路(设计性)的性能研究
一(实验目的
熟悉六种斩波电路(buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic chopper、 zeta chopper)的工作原理，掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况。
二(实验内容
1 SG3525芯片的调试
2 斩波电路的连接
3 斩波电路的波形观察及电压测试
三(实验设备及仪器
1 电力电子教学试验台主控制屏
2 MMCL-22组件
3 示波器
4 万用表
四(实验方法
按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.
1. SG3525性能测试
先按下开关s1
(1) 锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况)。测量“1”端。记录不同频率时锯齿波的周期及幅值。
(2)输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。
2,buck chopper
(1)连接电路。
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。
(2)观察负载电压波形。
经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形
(3)观察负载电流波形。
用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形
(4)改变脉冲信号周期。
在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)
(5)改变电阻、电感参数。
可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。
3,boost chopper
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。
(1)照图接成boost chopper电路。
电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。
实验步骤同buck chopper。
4,buck-boost chopper
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。
(1)照图接成buck-boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。
思考题
总结一下触发脉冲的占空比的改变对直流斩波电路负载电压的影响，为什么会有这样的影响。
实验四 单相交直交变频电路,调速，
一(实验目的
熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的
作用，工作原理，对单相交直交变频电路驱动电机时的工作情况及其波形作全面分析，并研
究正弦波的频率和幅值及三角波载波频率与电机机械特性的关系
二(实验内容
1(测量SPWM波形产生过程中的各点波形
(观察变频电路驱动电机时的输出波形 2
3(观察电机工作情况
三(实验设备和仪器
1(电力电子及电气传动主控制屏
2(MMCL-22组件
3(MMEL-03组件
4(双踪示波器
5(万用表
四(实验方法
1(SPWM波形的观察
按下左下方的开关S5
(1)观察"SPWM波形发生"电路输出的正弦信号Ur波形(2端与地端)，改变正弦波频率
调节电位器，测试其频率可调范围。
(2)观察三角形载波Uc的波形(1端与地端)，测出其频率,并观察Uc和Ur的对应关系。 (3)观察经过三角波和正弦波比较后得到的SPWM(3端与地端)。
2(逻辑延时时间的测试
按下左下方的开关S与S1 5
将"SPWM波形发生"电路的3端与"DLD"的1端相连，用双踪示波器同时观察"DLD"的
1和2端波形,并记录延时时间Td.。
3(同一桥臂上下管子驱动信号死区时间测试
分别将“隔离驱动”的G和主回路的G'相连(G1~ G'1，G2~ G'2 ,G3~ G'3, G4~ G'4)用双踪示波器分别同时测量G1、E1和 G2、E2， G3、E3和 G4、E2的死区时间。
4(不同负载时波形的观察
原接线不变，再按图5-19接线。先断开主电源和开关S1。将三相调压器的U、V、W接主电路的相应处，，将主电路的1、3端相连，
(1)当负载为电阻时(6、7端接一450欧电阻)，观察负载电压的波形，记录其波形、幅值、频率。在正弦波Ur的频率可调范围内，改变Ur的频率多组，记录相应的负载电压、波形、幅值和频率。
(2)当负载为电阻电感时(6、7端接入电感和450欧电阻)，观察负载电压和负载电流的波形。
范文五：直流斩波电路实验三
实验四 直流斩波电路的性能研究(六种典型线路) 一、实验目的
(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解PWM 控制与驱动电路的原理及其专用PWM控制芯片SG3525。 二、预习内容
(1)什么是斩波电路,其应用范围有哪些,
(2)了解IGBT的特性。
(3)了解直流斩波电路的工作原理。
三、实验设备及挂件
1)设备列表
序号 型号 备注
1 DJK01 电源控制屏 三相电源输出等模块(见三相半波整流介绍)
2 DJK09 单相调压与可调负载
3 DJK20 直流斩波电路
4 D42 三相可调负载
5 双踪示波器
6 数字万用表
2)挂件图片
六种典型斩
波电路
IGBT功率
模块
整流输出
PWM输出
调压器输出
1
四、实验电路原理示意图及流程图
1)实验线路原理示意图图X,1
PWM控制
变压器T直流整流调压器AU直流BR斩波VU0UiC电路W
N
图X-1实验线路原理示意图 2) 实验电路流程框图X-2
三相电网电压
、UUU、UVW
变压器T
、UUAB、C交流三相电源电压U
取某线电压如UAB
自耦调压器的A、B输入端
整流电路的交流输入端
斩波电路的电源输入端
控制与驱动电路斩波电路
负 载 图X-2 实验电路流程图
五、实验内容
1、控制与驱动电路测试
2、六种典型电路测试
1)降压斩波电路(Buck Chopper) ;
2)升压斩波电路(Boost Chopper);
3)升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper);
4)Cuk斩波电路;
5)Sepic斩波电路;
6) Zeta斩波电路;
2
六、注意事项
1)示波器测量时的共地问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，各探头接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。(建议测量主电路各点信号及UGE时用一个探头)
2)每当做完一个电路时，必须关掉所有电源，方可拆掉线路和接新的实验电路。
3)注意电解电容的正负极性。
4)整流输出电压<45伏。>
七、实验步骤与方法
1、控制与驱动电路的测试
1)不接主电路，把万用表放在电压档。用正极插在Ur孔，负极插在地，示波器的地线和万用表的地线夹在一起。
2)将DJKO1电源的钥匙打在开(不按启动开关)，开启DJK20 控制电路电源开关。
3)调节PWM 脉宽调节电位器改变Ur，用双踪示波器分别观测SG3525 的第11 脚与第14脚的波形，观测输出PWM 信号的变化情况，记录占空比并填入表1中。PWM与11 脚、14脚不共地。
DJK20
的
PWM
输出
DJK20K
开关
表1占空比
Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 11(A)占 空比(%)
14(B)占 空比(%)
PWM 占 空比(%)
4)用示波器分别观测A、B 和PWM 信号的波形，记录其波形、频率和幅值，并填入。
表2波形、频率和幅值
观测点 A(11脚) B(14脚) PWM
波形类型
幅值A(V)
频率f(HZ)
5)用双踪示波器的两个探头同时观测11 脚和14 脚的输出波形，调节PWM脉宽调节电位器，观测两路输出的PWM 信号有什麽不同,
3
2、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)
1)按图X,3的框图接主电路
SG3525的
PWM输出
(V-G,V-E)
AADJK20aDJK01DJK20B的六种DJK09自挂件电R整流与V1V2UiCU0斩波器耦调压器源滤波NbB主电路
图X,3实验框图接线 a)部分实验图片如下:
PWM输出
的V-G接V
的V-G, 调压器输V-E接V的出，开始V-E. 时旋在最
小。
DJK20整
流输出
Ui=45V
b)电压表V1,V2用直流数字或模拟电压表均可。
c)负载R,用D42的两个900Ω并连。
2)用下图中的分离器件分别接成六种斩波电路如下图: IGBT功率模块及电容电DJK20感。由此器件组成六种斩波六种电路注意电容极性 典型
斩波
电路
图
4
3)当一个实验电路接好，检查无误后，启动DJK01电源的启动按钮，微调自耦调节调压器，观测直流表V1的数值，使其?40V.
4)用示波器观测PWM 信号的波形、UGE 、UCE的电压波形及输出电压Uo 和二极管两端电压UD 的波形，注意各波形间的相位关系。
5)调节PWM 脉宽调节电位器改变Ur，观测在不同占空比(α)时，记录Ui、UO 和α的数值于下表中，从而画出UO=f(α)的关系曲线。
3、六种斩波器的部分波形和公式
?、降压斩波电路(Buck Chopper)原理图及波形图如下，自行分析。
tGEUL1tofonV+CET+GDUUVDUiRDUiUC1O
OU
tonton-==负载电压平均值:Uo=aUiUiT+tontoff
?、升压斩波电路(Boost Chopper) 原理图及波形图如下，自行分析。
GEVDLU1toffont-++CTUD+DUVGRiUUCiU1OEUO
-Ttontoff1+负载电压平均值:UiUiUo=Ui==tofftoff1-a
?、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper) 。原理图及波形图如下，。负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<><1><><1 时为升压。="">
GEUUDtoffontV+--ETCVDDUGUOL1RCU1i+UO
+-
atonton负载电压平均值:i==UUo=UiUi-ton1-aTtoff
5
?、Cuk 斩波电路 。Cuk 斩波电路的原理图如下所示,自行分析。输出电压的极性与电源电压极性相反。若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<><1><><1 时为升压。="" 自己测量uge、ud、u0的波形="">
LL12+-CC2VDVGRUCi1UO+E
+
tontona负载电压平均值:iUiUUi=Uo==T-t1-aontoff
?、Sepic 斩波电路。Sepic 斩波电路的原理图如下所示。电路的基本工作原理是:可控开关V 处于通态时，Ui—L1—V 回路和C2—V—L2 回路同时导电，L1 和L2 贮能。当V 处于断态时，Ui—L1—C2—D—R回路及L2—D—R 回路同时导电，此阶段Ui 和L1 既向R 供电，同时也向C2 充电，C2 贮存的能量通态时向L2 转移。若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<><1><><1>
时为升压. 自己测量UGE、UD、U0的波形
L1+
+CCVD2+VGLR2CU1iUOE
-
tontona负载电压平均值:iUiUUi=Uo==1-aT-tontoff
?、Zeta 斩波电路。Zeta 斩波电路的原理图如图下所示。
电路的基本工作原理是:当可控开关V 处于通态时，电源Ui 经开关V 向电感L1 贮能。当V 处于断态后，L1 经D 与C2 构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1 上的能量全部转移至C2 上之后，D 关断，C2 经L2 向负载R供电。 若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<><1><><1 时为升压。自己测量uge、ud、u0的波形。="">
L2++CC2VD+VGLR1UCi1UOE
-
tontona负载电压平均值:iUiUUi=Uo==1-aT-tontoff。
6
各种直流斩波电路的Ui/UO-α比较表
斩波种类 Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 降压电路 占空比α(%)
Buck
Ui(V) Chopper
U0(V) 升压电路 占空比α(%) Boost
Ui(V) Chopper
U0(V) 升降压电路 占空比α(%) Boost-Buck
Ui(V) Chopper
U0(V) Cuk 占空比α(%) 斩波电路
Ui(V)
U0(V) Sepic 占空比α(%) 斩波电路
Ui(V)
U0(V)
Zeta 占空比α(%) 斩波电路
Ui(V)
U0(V)
八、实验报告
1)分析图X-9 中产生PWM 信号的工作原理。
2)整理各组实验数据，绘制各直流斩波电路的UO,f(α)的曲线，并作比较与分析。 3)讨论、分析实验中出现的各种现象。
4)仿照降压斩波电路(Buck Chopper) ;升压斩波电路(Boost Chopper) ;升降压斩波电路
7
(Boost-Buck Chopper)的UGE、UD、Uo的电压波形,画处Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路、Zeta 斩波电路的UGE、UD、Uo的电压波
附:由SG3525组成的控制与驱动电路
控制电路以SG3525 为核心构成，SG3525 为美国Silicon General 公司生产的专用PWM 控制集成电路，其内部电路结构及各引脚功能如图3-9所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur 的大小，在A、B 两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差、占空比可调的矩形波(即PWM信号)。它适用于各开关电源、斩波器的控制。详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。
8
