1、1 引言高頻開關穩壓電源已廣泛運用于基礎直流電源、交流電源、各種工業電源，通信電源、通信電源、逆變電源、計算機電源等。它能把電網提供的強電和粗電，它是現代電子設備重要的“心臟供血系統”。buck變換器是開關電源基本拓撲結構中的一種，buck變換器又稱降壓變換器，是一種對輸入輸出電壓進行降壓變換的直流斬波器，即輸出電壓低于輸入電壓，由于其具有優越的變壓功能，因此可以直接用于需要直接降壓的地方。2.降壓斬波電路的設計目的(1). 通過對降壓斬波電路（buck chopper）的設計，掌握buck chopper電路的工作原理，綜合運用所學知識，進行buck chopper電路和系統設計的能力。(2

2、). 了解與熟悉buck chopper電路拓撲、控制方法。(3). 理解和掌握buck chopper電路及系統的主電路、控制電路和保護電路的設計方法，掌握元器件的選擇計算方法。(4). 具有一定的電力電子電路及系統實驗和調試的能力2. 1降壓斬波電路的設計內容及要求(1). 設計內容: 對buck chopper電路的主電路和控制電路進行設計，參數如下：直流電壓e200v，負載中r10，l值極大,反電動式e130v。(2).設計要求(a)理論設計：了解掌握buck chopper電路的工作原理，設計buck chopper電路的主電路和控制電路。包括：igbt電流,電壓額定的選擇，畫出完整

3、的主電路原理圖和控制電路原理圖、列出主電路所用元器件的明細表。(b).仿真實驗:利用matlab仿真軟件對buck chopper 電路主電路和控制電路進行仿真建模設計2.2.降壓斬波電路主電路基本原理降壓斬波電路主電路工作原理圖如下：圖1 降壓斬波電路主電路工作原理圖t=0時刻驅動v導通，電源e向負載供電，負載電壓，負載電流按指數曲線上升。t=t1時控制v關斷，二極管vd續流，負載電壓近似為零，負載電流呈指數曲線下降。通常串接較大電感l使負載電流連續且脈動小。 當電路工作穩定時，負載電流在一個周期的初值和終值相等如圖2所負載電壓的平均值為：式中，為v處于通態的時間，為v處于斷態的時間；t為開

4、關周期；為導通占空比，簡稱占空比或導通比。負載電流的平均值為：若負載中l值較小，則在v關斷后，到了時刻，負載電流已衰減至零，會出現負載電流斷續的情況。負載電壓平均值會被抬高，一般不希望出現電流斷續的情況。3.igbt驅動電路簡介igbt 是三端器件，具有柵極g，集電極 c和發射極 e。它是個場控器件，通斷由柵射極電壓 uge決定。uge 大于開啟電壓uge(th)時，mosfet內形成溝道，為晶體管提供基極電流，igbt 導通。通態時電導調制效應使電阻 r減小，使通態壓降減小。當柵射極間施加反壓或不加信號時，mosfet內的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，igbt 關斷。一般igbt的開啟電

5、壓uge（th）在 25度時為26v左右，而實際一般驅動電壓取1520v，且關斷時施加一定幅值的負驅動電壓，有利于減小關斷時間和關斷損耗。在柵極串入一只低值電阻有利于減小寄生振蕩，該電阻值應隨被驅動器件電流定額值的增大而減小。 4 .元件參數選擇有題目知p=400w，u=100v，a=0.8，所以負載電阻r=16，有頻率f=5khz，所以t=1/f=0.0002s，由于反電動勢e=0所以m=em/e=0igbt的選擇：因為本電路設計的e=100v,因此根據p=400w，u=100v，由于晶閘管安全域量可知所選igbt的額定電壓與額定電流分別為200-300v、7.5a-10a。柵極串聯電阻rg

6、的阻值：根據igbt的選擇，由可知知r的值為16。其他元器件的選擇標準如下：二極管額定電壓100v，電感l=100ml，電流有式中，i10=4.98a和i20=5.02a分別是負載電流瞬時值的最小值和最大值有公式 判斷得電流連續。 輸出電壓平均值為得u0=80v負載電流平均值為 得i0=5.0a5、matlab仿真 matlab仿真簡介 matlab 是美國mathworks公司出品的商業數學軟件，用于算法開發、數據可視化數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，主要包括matlab和simulink兩大部分。matlab的優勢如下：（1） 友好的工作平臺和編程環境；（2）簡單易用的

7、程序語言；（3） 強大的科學計算機數據處理能力；（4） 出色的圖形處理功能；（5） 應用廣泛的模塊集合工具箱；（6） 實用的程序接口和發布平臺；（7） 應用軟件開發（包括用戶界面）。5.1 主電路的仿真1.按原理圖在matlab中搭建模塊，搭建好的模型圖如下：圖19 仿真模型圖2調試與結果設定占空比為80%,得出輸出電流和電壓及其波形如下所示：輸出電流i0波形圖輸出電壓u0波形圖6.結論分析有電壓電流波形圖知在電流在電壓為e期間上升，在電壓為零期間下降，周期t=1/f=0.0002s，高電平導通時ton=at=0.8t=0.00016s,u0=100v，低電平導通時間toff=0.00004s

8、,u0=0v且電壓電流幅值范圍分別為，i=4.98a5.02a，實驗結果與理論一致。7.心得體會做課程設計我們都感覺入手比較困難，因為它首先要求你對所學的知識都要弄懂，并且能將其聯系貫穿起來，因此課程設計是綜合性比較強的。這次的電力電子課程設計是我做的最辛苦的一次，主要的原因是這次試驗要求我們學習兩個從來就沒有接觸過的軟件。而且時間還是有那么緊。首先把設計任務搞清，接下來就是找相關資料，可以通過上圖書館和上網，然后對資料進行整理。找資料說起來好像很簡單，但真正做起來是需要耐心的，不是你所找的就一定是有用的，要進行篩選甄別，所以這個過程中是要花費一些時間的，但這其中也拓展了你的知識面。書上原理性的東西與真正的動手操作還是有很大的區別的，要考慮很多因素，比如說，參數的選取和設定，這些對實驗結果是有很大的影響的。 通過重溫教材知識和翻閱相應的資料，當然還有一部分要歸功于我的同學的幫助。通過這次課程設計我們掌握了一定的文檔的編排格式，這對于以后的畢業設計及工作需要都有很大的幫助，在完成課程設計的同時我們也再復習了一遍電力電子這門課程，對于以前一知半解的問題有了更深刻的認識。通過這次課程設計，使我明白了自身的不足，還有就是學習上存在的以應試為目的的陋習，自己真正學到的知識還是相當有限的，而且都是很死板的知識，并沒有做到活學活用。而且，在專業軟件學習方面還要有很大的提