直流斬波實驗裝置設計

A. 直流斬波電路有哪三種控制方式

斬波電路的控制方式通常有三種：時間比例控制方式、瞬時值和平均值控制方式、時間比與瞬時值混合控制方式。

直流斬波電路的功能是將直流電變為另一種固定的或可調的直流電，也稱為直流-直流變換器，直流斬波電路一般是指直接將直流變成直流的情況，不包括直流-交流-直流的情況。

直流斬波電路的種類很多，包括6種基本斬波電路：降壓斬波電路，升壓斬波電路，升降壓斬波電路，Cuk斬波電路，Sepic斬波電路，Zeta斬波電路，前兩種是最基本電路。

(1)直流斬波實驗裝置設計擴展閱讀：

直流斬波是一種用斬波器斬切直流的方式。

用斬波器斬切直流的基本思想是：如果改變開關的動作頻率，或改變直流電流接通和斷開的時間比例，就可以改變加到負載上的電壓、電流平均值。

直流斬波器具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優點，現廣泛應用於地鐵、電力機車、城市無軌電車以及電瓶搬運車等電力牽引設備的變速拖動中。

直流斬波器的輸出電壓平均值可以通過改變占空比，即通過改變開關器件導通或關斷時間來調節，常用的改變輸出平均電壓的調制方法有以下三種：

1、脈沖寬度調制。開關器件的通斷周期T保持不變，只改變器件每次導通的時間，也就是脈沖周期不變，只改變脈沖的寬度，即定頻調寬。

2、脈沖頻率調制。開關器件每次導通的時間不變，只改變通斷周期T或開關頻率，也就是只改變開關的關斷時間，即定寬調頻，稱為調頻。

3、兩點式控制。開關器件的通斷周期T和導通時間均可變，即調寬調頻，亦可稱為混合調制。當負載電流或電壓低於某一最小值時，使開關器件導通；當電流或電壓高於某一最大值時，使開關器件關斷。導通和關斷的時間以及通斷周期都是不確定的。

B. 我們在做一個課程設計，關於直流斬波電路的，由於本人知識有限，特請教高手

TDC-1型學習機是為了配合高等工科院校及高等專科技術學校的「電力電子」或「半導體變流技術」等課程中的直流斬波電路實驗並根據當今電力電子技術的發展方向及應用而設計的新型實驗裝置。該學習機面板上畫有原理圖。各測試點均裝有測試探頭可以鉤住的端子。測試電壓及波形十分方便。使學生在實驗課中安全、方便、直觀地觀察到各種電壓、電流的波形及數據。學生實驗可以更加深入了解直流斬波電路的工作原理及其典型的應用電路。

▲ 技術性能
1． 電源：主迴路電源 60/30V 直流電源。
控制迴路電源 DC±15V/0.5A。
隔離驅動電源 DC+15V/0.5A。
2． 控制電路採用典型PWM電路，性能可靠。
3． 驅動電路採用快速光耦隔離。
4． 功率輸出採用功率MOSFET。
5． 多種保護：主迴路過壓保護。
輸出瞬時/平均值過流雙重保護。
聲光雙重報警。
過壓/過流模擬。
6． 負載： 阻性/感性 DC Umax=60V。
DC Imax=0.5A。
DC Pmax=30W。
可接白熾燈指示（0.1A）。

C. 關於升壓斬波電路電流問題

隨著電力電子技術的迅速發展，高壓開關穩壓電源已廣泛用於計算機、通信、工業加工和航空航天等領域。所有的電力設備都需要良好穩定的供電，而外部提供的能源大多為交流，電源設備擔負著把交流電源轉換為電子設備所需的各種類別直流任務。但有時所供的直流電壓不符合設備需要，仍需變換，稱為DC/DC變換。直流斬波電路作為直流電變成另一種固定電壓的DC-DC變換器，在直流傳動系統。、充電蓄電電路、開關電源、電力電子變換裝置及各種用電設備中得到普通的應用。隨之出現了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復合斬波電路等多種方式的變換電路。直流斬波技術已被廣泛運用開關電源及直流電動機驅動中，使其控制獲得加速平穩、快速響應、節約電能的效果。全控型電力電子器件IGBT在牽引電傳動電能傳輸與變換、有源濾波能領域得到了廣泛的應用。但以IGBT為功率器件的直流斬波電路在實際應用中需要注意以下問題：

（1）系統損耗的問；

（2）柵極電阻；

（3）驅動電路實現過流過壓保護的問題。

直流斬波電路實際上採用的就是PWM技術，這種電路把直流電壓斬成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來獲得所需要的輸出電壓。PWM控制方式是目前才用最廣泛的一種控制方式，它具有良好的調整特性。隨電子技術的發展，近年來已發展各種集成式控制晶元，這種晶元只需外接少量元器件就可以工作，這不但簡化設計，還大幅度的減少元器件數量、連線和焊點

斬波器是一種將電壓值固定的直流電，轉換為另一固定電壓或可調電壓的裝置，一般是指直流對直流的轉換。斬波電路是斬波器的核心組成部分，負責將輸入電壓轉換成目標輸出電壓。根據輸入輸出電壓大小、極性，斬波電路可分為降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路等

升壓斬波工作原理

假設L和C值很大。V處於通態時，電源E向電感L充電，電流恆定I1，電容C向負載R供電，輸出電壓Uo恆定。

V處於斷態時，電源E和電感L同時向電容C充電，並向負載提供能量。

D. 開關電源與模塊電源的區別

模塊電源是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為專用集成電路（ASIC）、數字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統 (PUPS)。由於模塊式結構的優點甚多，因此模塊電源廣泛用於交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。開關電源產品廣泛應用於工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體製冷制熱等領域。
二者不能通用