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1、高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、多种工业电源，通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。它能把电网提供的强电和粗电,它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。BUCK变换器是开关电源基本拓扑构造中0一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。关键词：稳压电源；buck变换器AbstractHasbeenwidelyusedintheDCpowersupply,ACpowersupply,industrypowersupplyofhighfrequenc
2、yswitchingpowersupply,communicationpowersupply,communicationpowersupply,inverterpowersupply,computerpowersupplyetc.Itcanprovidehighpowerandcoarsegridelectricity,itisanimportantsystemofmodernelectronicequipmentthebloodflowtotheheart.BUCKconverterisaswitchforpowersupplythebasictopologyofBUCKconverter,
3、alsocalledbuckconverter,aDCchopperforbucktoinputandoutputvoltage,theoutputvoltageislessthantheinputvoltage,becauseofitsvariablefunctionsuperior,therefore,itcanbedirectlyusedfortheneedfordirectstep-downplace.Keyword：regulatedpowersupply；BUCKconverterII摘要IAbstract11第一章设计目的与规定11、设计目的12、设计规定1第二章主电路设计与元件
4、参数选型21、主电路设Il22、IGBT驱动电路简介33、元件参数选型3第三章系统建模与仿真51、MATLAB仿真简介52、主电路建模53、控制电路的实现104、仿真中出现的问题以及处理措施11第四章仿真成果分析14第五章设计小结15第六章参照文献16第一章设计目的与规定1、降压斩波电路的设计目的(1)、通过对降压斩波电路(buckchopper)B设计，掌握buckchopper电路的工作原理，综合运用所学知识，进行buckchopper电路和系统设计0能力。(2)、理解与熟悉buckchopper电路拓扑、控制措施。(3)、理解和掌握buckchopper电路及系统的J主电路、控制电路和保
5、护电路的设计措施，掌握元器件的选择计算措施。(4)、具有一定的电力电子电路及系统试验和调试的能力。2、降压斩波电路的设计规定(1)、计内容：对BuckChopper电路的主电路和控制电路进行设计，参数如下：直流电压E=380V,反电动式El=48V,输出功率为5KW。设计规定(a)理论设计：理解掌握BuckChopper电路的J工作原理，设计BuckChopper电路的主电路和控制电路。包括：IGBT电流,电压额定时选择，画出完整时主电路原理图和控制电路原理图、列出主电路所用元器件的明细表。(b)仿真试验：运用MATLAB仿真软件对BuckChopper电路主电路和控制电路进行仿真建模设计第二
6、章主电路设计与元件参数选型1、主电路设计降压斩波电路主电路工作原理图如下:(1) t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压U。=%负载电流按指数曲线上升。(2) t=tl时控制V关断，二极管VD续流，负载电压为近似为零,负载电流呈指数曲线下降。一般串接较大电感L使负载电流持续且脉动小。当电路工作稳定期，负载电流在一种周期的初值和终值相等如图2所负载电IU0=E=E=CtE压的平均值为：T式中，也为V处在通态日勺时间，为V处在断态B时间；T为开关周期；。为导通占空比,I4简称占空比或导通比。负载电流的平均值为：H若负载中L值较小，则在V关断后，到了2时刻，负载电流已衰减至零，会出现负载电
7、流断续的状况。负载电压。平均值会被抬高，一般不但愿出现电流断续的状况。2、IGBT驱动电路简介IGBT是三端器件，具有栅极G,集电极C和发射极Eo它是个场控器件，通断由栅射极电压Uge决定。Uge不小于启动电压Uge(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。通态时电导调制效应使电阻R减小，使通态压降减小。当栅射极间施加反压或不加信号时，MoSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。一般IGBT日勺启动电压Uge(th)在25度时为26V左右，而实际一般驱动电压取1520V,且关断时施加一定幅值的负驱动电压，有助于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入
8、一只低值电阻有助于减小寄生振荡，该电阻值应随被驱动器件电流定额值的增大而减小。图二：IGBT构造3、元件参数选型有题目知P=5000W,U=380V,E=OV,U2=48V,因此负载电阻R=22,占空比为12.6%,有频率f=5KHZ,因此T=lf=0.0002S0由于反电动势E=O因此m=EnE=0o(1)IGBT的选择：由于本电路设计的E=48V,因此根据P=5000W,U=104V,由于晶闸管安全域量可知所选IGBT的额定电压与额定电流分别为200-300V、50A-100Ao(2)栅极串联电阻Rg的阻值：根据IGBT的选择，由可知知R的值为10欧。(3)其他元器件日勺选择原则如下：二极
9、管额定电压50V电流有：ef-1JRRep-1)R式中, = LRP=TlTm=EJEr/r=f=a，1rjp，IJ（4）电感取很大。第三章系统建模与仿真1、MATLAB仿真简介MATLAB是美国MathWOrkS企业出品B商业数学软件，用于算法开发、数据可视化数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，重要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB的优势如下：（1）友好的工作平台和编程环境；（2）简朴易用的程序语言；（3）强大的科学计算机数据处理能力；（4）杰出日勺图形处理功能；（5）应用广泛的模块集合工具箱;（6）实用的程序接口和公布平台；（7）应用软件开发（包括顾客
10、界面）。2、主电路建模（1）在Simulink平台下新建一种m文献Cmm1f ,Blr% w* .口“ C；U9taatlMitk*1CIC ，V OrtaMUaka fUeatU O*cr3MltrQrL*cl OprrOvtihotBltnal waterSimulink LJbfary Browseruntte TUhtiOC format Tools HelpD 6。X4: IIOO 3aJ S5iE)S RsInS T画OH Ses Jti (XsaeM Jti l09fapTbM 2H Mtth 0pe*Km 与 ModdVeriCcefcxi 加 MoM d 3t 如 Pert*
11、 Subyt*m 赵 S9nl ACbrut 隹 U9HaIIUutin9 IH Mn 刿35 宠 g8*ed NnCiCmS Jti AMMo Mtth a DU(reif N B Aeowe CDMA Refra Biocksel CCmfvUd*om BtaksHBI CcMtd SyMem Todbav ，W& Gau9* BeCkme T9t foe Mnm Ebddd T.9, fer Motoro l f H-bddd T arg rn QOOvICMBUlr om ? Moe -Ptt & Suby1m IH S49nal Attributes .Signal Routing
12、. Sinks 2H Sources? Uwf D 0 Embedded Taf9 foe lnfinon !, H Embedded Tar9 for Mooro Embedded Tar9 fof MOCOrO ：.H Embedded Tar9el Network BloCkSt RF Bkxksct一图三Scope增长引脚QScopeparameters-GeneralDatahistoryTip:tryrightclickingonaxesAxesNumberofaxes:f2厂floatingscopeTimerange:autoTicklabels:bottomaxisOnlyS
13、amplingIDecimation_2J1OKCancelHelpApply图四根据原理图，设置有关的参数,其中U=380V,PWM的占空比为12.6%（根据计算可得），电阻取值22欧姆，电感取值很大，搭建的matlab模型如下图:Block Parameters: Pulse Generator图七：设置电感值图八：设置电阻值图九：设置g级电阻值-DCVoltageSourceConbnuouspowergu图十：仿真模型图(3)调试成果3、控制电路的实现在本设计中，IGBT的驱动采用了东芝企业的TLP250芯片。TLP250前端最小导通电流为5mA,供电电压为1035V,输出电流可达1.
14、5A,隔离电压可达2500V,额定工作频率为25KHz。据此，T1P250满足设计规定，并且外围电路简朴，工作稳定可靠。IGBT时驱动电路如图所示。PWM信号输入TLP250,然后，TLP250从Gl和El输出IGBT的J驱动信号，Gl和El分别接到IGBT时栅极和发射极。为了使IGBT可以加紧关断速度，使系统运行愈加可靠，当IGBT关断时，使栅极和发射极之间为负电压。在电路中，采用9V的稳压管Zl,供电电压为24V。目前端输入导通时，栅极和发射极之间产生15V电压，驱动IGBT导通；目前端输入关断时，栅极和发射极之间产生负9V的电压，加紧了IGBT的关断，保证了系统的可靠运行。4、仿真中出现
15、的问题以及处理措施（1）刚开始进去的J时候没有设置仿真参数，在查阅了有关的环节以及有关的资料后，设置了算法参数、仿真区）开始时间和停止时间，设置的I算法为ob23tb算法。（2）出现如图所示的成果处理措施：在输入信号加入一种simulinksaturation模块用于限制输入值的范围。(3) SCoPe引脚的J添加措施(4) Thediagrammustcontainapowerguiblock.TheblockmustbenamedpowerguiandshouldbelocatedatthehighestlevelofyourdiagramwhereSimPowerSystemsblock
16、sarefound.和Errorin,untitledVbltageMeasurement*:Initializationcommandscannotbeevaluated.处理措施：找个powergui加到模型中即可(该模块位于SimPOWerSyStemS模块集的Jpowerlib库中，不一样版本的)组织形式也许有调整，找不到B话搜索一下)。可以放在模型的任意位置，也不需要任何设置。(5) Anerroroccurredwhilepropagatingdatatype,boolean,fromblock,mkkzq1/SubsystemZFuzzyLogicControllerwithRu
17、leviewer/FuzzyLogicController/FISWizardZDefuzzification1/ZeroStrength(COA)1,outputport1o处理措施：在simulation/simulationparameter/advanced/booleanlogicsignals选择Off就可以了matlab的Lm文献保留欧J命名规则：1.文献名命名要用英文字符，第一种字符不能是数字或下划线2.文献名不要取为matlab的一种固有函数,m文献名的命名尽量不要是简朴的英文单词，最佳是由大小写英文/数字/下划线等构成。原因是简朴的单词命名轻易与matlab内部函数名同名，
18、成果会出现某些莫名其妙的错误。3、文献存储途径一定为英文4、m文献起名不能为两个单词，如threephase,应当写成three_phase或者ThreePhase第四章仿真成果分析1、仿真成果根据电压电流0波形，首先由电压肚!波形可知输出电压B平均值为4050V之间，而输出的电流90100A之间，两者的乘积靠近5000W,满足设计到规定。2、成果分析本试验在基于Matlab环境下进行，试验的成果和理论计算的成果相差不大，但相对于实际来讲，也许会有很大的J偏差，例如中间环节的PWM信号的产生，在实际的操作起来也许比就难以控制，需要选择和合适的芯片，否则产生的谐波会对后期的波形产生干扰，尚有就是
19、某些器件日勺选型，在本汇报中只是理论的计算，还需要参照更多的资料和论文来进行更为合适的选择，对于最终的仿真成果和我们理论所计算的成果是相吻合的，真正的实现了buck电路的降压功能。而所有的这些占据最大的是IGBT驱动电路的设计，这一步对整个电路的实现起着举足轻重的作用，大B方面讲，是需要一定的占空比来输出我们日勺信号，但上升到小日勺方面，就规定我们对开关管设置一定的开关速度，并且是合适的，以到达我们所需要的成果。第五章设计小结做课程设计我们都感觉入手比较困难，由于它首先规定你对所学的!知识都要弄懂，并且能将其联络贯穿起来，因此课程设计是综合性比较强日勺。这次的电力电子课程设计是我做的最辛劳的一
20、次，重要时原因是这次试验规定我们学习两个历来就没有接触过的软件。并且时间还是有那么紧。首先把设计任务弄清，接下来就是找有关资料，可以通过上图书馆和上网，然后对资料进行整顿。找资料说起来仿佛很简朴，但真正做起来是需要耐心的，不是你所找的就一定是有用的，要进行筛选甄别，因此这个过程中是要花费某些时间的，但这其中也拓展了你的知识面。书上原理性的J东西与真正的动手操作还是有很大的区别日勺，要考虑诸多原因，例如说，参数的选用和设定，这些对试验成果是有很大的影响的。通过重温教材知识和翻阅对应的资料，当然尚有一部分要归功于我的同学MJ协助。通过这次课程设计我们掌握了一定的文档的编排格式，这对于后来的毕业设计
21、及工作需要均有很大的协助，在完毕课程设计的同步我们也再复习了一遍电力电子这门课程，对于此前一知半解的问题有了更深刻的认识。通过这次课程设计，使我明白了自身的局限性，尚有就是学习上存在的以应试为目的的陋习，自己真正学到的知识还是相称有限日勺，并且都是很死板的知识，并没有做到活学活用。并且，在专业软件学习方面还要有很大的提高的需要。第六章参照文献1 .王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.20232 .李传琦.电力电子技术计算机仿真试验.电子工业出版社.20233,洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.机械工业出版社.20234.钟炎平.电力电子电路设计.华中科技大学出版社.2023
