直流斩波电路工作原理分析
直流斩波电路的主要是实现直流电能的变换，对直流电的电压或电流进行控制。按照输入电压与输出电压之间的关系，可以分为六种不同的形式，分别为降压斩波电路（BUCK ）、升压斩波电路（BOOST ）、升降压斩波电路（BUCK-BOOST ）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。下面分别对它们的工作原理进行简单的介绍。 一．降压斩波电路
降压斩波（BUCK ）电路的拓扑结构图如1-1所示。
U i
o
图1-1 BUCK 电路拓扑结构
分析在开关器件导通和关断时，电路的动态工作过程。图1-1中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。在续流过程中，
根据电感中的电流的不同分为，电感电流连续（CCM ）和断续（DCM ）两种情况。由此可以得到降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示。
U i
o
a) S 导通时等效电路
o
C
o
b) S 关断，i L ≠0时等效电路
c) S 关断，i L =0时等效电路
图1-2 BUCK 电路动态工作过程
在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。
u S
u L
i L
i L
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图1-3 BUCK 电路的工作原理图
由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有
()(1)0i o o U U D U D ---= （1-1）
化简可得
o i U DU = （1-2）
b) 电感电流断续时，有
1()0i o o U U D U --?= （1-3）
化简可得
1
o i D
U U D =
+? （1-4） 由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。 二．升压斩波电路
升压斩波（BOOST ）电路的拓扑结构如图2-1所示。
U i
L
o
图2-1 BOOST 电路拓扑结构
在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，
虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示。其中，也分为电感电流连续和不连续两种状态。
U i
a) S 导通时等效电路
U i
U o
U o
b) S 关断，i L ≠0时等效电路
c) S 关断，i L =0时等效电路
图2-2 BOOST 电路动态工作过程
分析升压斩波电路的动态工作过程，可以得到电路中电感两端的电压和流过电感的电流波形如图2-3所示。同样类似于BUCK 电路，可分为连续和断续两种情况。
u S u L
i L
u S u L
i L
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图2-3 BOOST 电路的工作原理图
同样地根据电感器件的伏秒平衡原理，可以分别得到在电感电流断续和连续的情况下，BOOST 电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有
()(1)0i i o U D U U D +--= （2-1）
化简可得
1
1o i U U D
=
- （2-2） b) 电感电流断续时，有
1()0i i o U D U U +-?= （2-3）
化简可得
1
1
1o i U U D D =
-
+? （2-4） 由此可以看出，电感电流断续时，BOOST 电路的输出电压也增大。 三．升降压斩波电路
升降压斩波电路的拓扑结构如图3-1所示。
U i
o
图3-1 BUCK-BOOST 电路拓扑结构
图3-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图
3-2所示。其中，也分为电感电流连续和不连续两种状态。
U i
U o
a) S 导通时等效电路
L
U o
C
U o
b) S 关断，i L ≠0时等效电路
c) S 关断，i L =0时等效电路
图3-2 BUCK-BOOST 电路动态工作过程
同样地分析BUCK-BOOST 斩波电路的工作过程，可以得到电感上的电压和电流波形如图3-3所示。
u S u L
i L
u S u L
i L
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图3-3 BUCK-BOOST 电路的工作原理图
由伏秒平衡原理可得电感电流连续和断续的输出电压，且其极性与输入相反。 a) 电感电流连续时，有
(1)0i o U D U D --= （3-1）
化简可得
1o i D
U U D
=
- （3-2） b) 电感电流断续时，有
10i o U D U -?= （3-3）
化简可得
1
o i D
U U =
? （3-4） 由此可以看出，电感电流断续时，BUCK-BOOST 斩波电路的输出电压也增大。 四．Cuk 斩波电路
Cuk 斩波电路的拓扑结构如图4-1所示。
U i
o
图4-1 Cuk 电路拓扑结构
图4-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程。这里重点分析电感电流连续时的等效电路，如图4-2所示。
a) S 导通时等效电路
b) S 关断时等效电路
图4-2 电感电流连续时Cuk 电路动态工作过程
当电容C 1足够大，u C1的脉动很小，可以认为u C1≈U C1，由此可以得到电路工作时，电感两端的电压和流过电感的电流的波形如图4-3所示。
u S u
i
L1
u i L2
u S u L2
i L2
i L1
u L1
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图4-3 Cuk 电路的工作原理图
由电感器件的伏秒平衡原理，可得电感电流断续和连续情况下，Cuk 斩波电路的输出电压，而且输出与输入的极性相反。
a) 电感电流连续时，有
11
()(1)0
()(1)0i i C C o o U D U U D U U D U D +--=??
---=? （4-1） 化简可得
1o i D
U U D
=
- （4-2） b) 电感电流断续时，有
111
2()0
()0i i C C o o U D U U U U D U +-?=??
--?=? （4-3） 化简可得
211·1o i D
U U D D D
=
?+-
?+ （4-4） 由此可以看出，电感电流断续时，Cuk 斩波电路的输出电压也增大。一般的情况下，取两个电感L 1和L 2的值相等，而且电感工作在电流连续状态。 五．Sepic 斩波电路
Sepic 斩波电路的拓扑结构如图5-1所示。
U i
o
图5-1 Sepic 电路拓扑结构
图5-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程。这里重点分析电感电流连续时的等效电路，如图5-2所示。
a) S 导通时等效电路
b) S 关断时等效电路
图5-2 电感电流连续时Sepic 电路动态工作过程
类似于Cuk 斩波电路，当电容C 1足够大，u C1的脉动很小，可以认为u C1≈U C1，由此可以得到Sepic 电路工作时，电感两端的电压和流过电感的电流的波形如图5-3所示。
u
i L1
u
i L2
u L2
i L2
i L1
u L1
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图5-3 Sepic 电路的工作原理图
由电感器件的伏秒平衡原理，可得电路的输出电压，而且输出与输入极性相同。 a) 电感电流连续时，有
11
()(1)0
(1)0i i C o C o U D U U U D U D U D +---=??
-+-=? （5-1） 化简可得
1o i D
U U D
=
- （5-2） b) 电感电流断续时，有
111
2()0
0i i C o C o U D U U U U D U +--?=??
--?=? （5-3） 化简可得
211·1o i D
U U D D D
=
?+-
?+ （5-4） 由此可以看出，电感电流断续时，Sepic 斩波电路的输出电压也增大。
六．Zeta 斩波电路
Zeta 斩波电路的拓扑结构如图6-1所示。
U i
o
图6-1 Zeta 电路拓扑结构
图6-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程。这里重点分析电感电流连续时的等效电路，如图6-2所示。
a) S 导通时等效电路
b) S 关断时等效电路
图6-2 电感电流连续时Zeta 电路动态工作过程
类似于Cuk 斩波电路，当电容C 1足够大，u C1的脉动很小，可以认为u C1≈U C1，由此可以得到Zeta 电路工作时，电感两端的电压和流过电感的电流的波形如图6-3所示。
u
i L1
u i L2
u L2
i L2
i L1
u L1
a) 电感电流连续时波形
b) 电感电流断续时波形
图6-3 Zeta 电路的工作原理图
由电感器件的伏秒平衡原理，可得电路的输出电压，且输出和输入极性相同。
a) 电感电流连续时，有
11(1)0
()(1)0i C i
C o o U
D U D U U U D U D +-=??
----=? （5-1） 化简可得
1o i D
U U D
=
- （5-2） b) 电感电流断续时，有
11120
()0i C i
C o o U
D U U U U D U +?=??
---?=? （5-3） 化简可得
211·1o i D
U U D D D
=
?+-
?+ （5-4） 由此可以看出，电感电流断续时，Zeta 斩波电路的输出电压也增大。
七．总结
由以上六种直流斩波电路的工作情况分析，可以得出电路具体的工作过程和输出电压。其中，BUCK电路和BOOST电路是最为基本，在此基础上可以进行组合和扩展，得到其他四种既可以升压，又能够降压的电路。
BUCK-BOOST电路和Cuk斩波电路的输出电压和输入电压极性相反，而Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的输出电压和输入电压极性相同。Cuk电路和Zeta电路的输入电流和输出电流都是连续的，脉动很小，有利于滤波。
实验四 直流降压斩波电路 一实验目的 1.理解降压斩波电路的工作原理及波形情况，掌握该电路的工作状态及结果。 2.研究直流降压斩波电路的全过程 3.掌握降压斩波电路MATLAB 的仿真方法，会设置各模块的参数。 二预习内容要点 1. 降压斩波电路工作的原理及波形 2. 输入值输出值之间的关系 三 实验内容及步骤 1.降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图如图 2.1所示。 图中V 为全控型器件，选用IGBT 。D 为续流二极管。由图4-12b 中V 的栅极电压波形UGE 可知，当V 处于通态时，电源Ui 向负载供电，UD=Ui 。当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压UD 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为: 式中ton 为V 处于通态的时间，toff 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值UO 最大为Ui ，若减小占空比α，则UO 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。 2.（1）器件的查找 以下器件均是在MATLAB R2017b 环境下查找的，其他版本类似。有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks 、Sources 中查找；其他一些器件可以搜索查找 （2）连接说明 有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：示波器可以双击示波器进入属性后进行设置。 图2.1
（3）参数设置 1.双击直流电源把电压设置为200V。负载电动势20V。’ 2.双击脉冲把周期设为0.001s，占空比设为30％，40%，80%，（可多设几组）延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360； 3.双击负载把电阻设为10Ω，电感设为0.1H； 4.双击示波器把Number of axes设为3，同时把History选项卡下的Limit data points to last前面的对勾去掉； 5.晶闸管和二极管参数保持默认即可 四仿真及其结果 降压斩波仿真电路图 仿真波形及分析 占空比为40％
电力电子电路建模与仿真实验实验二 DC/DC直流斩波电路的仿真 姓名： 所在院系： 班级： 学号：
一、实验目的 1 进一步掌握PSIM软件的使用方法。 2 学习常用直流斩波电路的建模与仿真方法。 3 加深理解各斩波电路的工作原理和不同变换特性。 二、实验内容、步骤与结果 1 降压斩波电路 （1）、按图2-1设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。 图2-1（电路原理图）
连续电路参数：L =1H ；R =100欧；F=50HZ；E=100V;占空比：0.8； 仿真时间t=0.1s。 仿真波形： 图2-1-1（连续模式） （2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。 非连续电路参数：L =0.1H ；R =100欧；F=50HZ；E=200V;占空比：0.6；仿真时间t=1s。 仿真波形：
图2-1-2（非连续电路续模式） （3）、测量输出电压的直流分量，分析它与占控比的关系，并与理论值进行对比。电压的直流分量与波形：80V 实验结果分析： (1)电压的直流分量计算公式：α 其中a=0.8,且E=100 故理论计算值U0=80 实际测量值U0=80 可见直流电压分量与占空比成正比。实际测量值与理论计算值相差无几， 极为接近。说明仿真是很准确的，结果真实可信。 2 升压斩波电路 （1）、按图2-2设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。
图2-2（电路原理图及改进电路） 连续电路参数L =20mH ；R =20欧姆；C=220uF；F=1000HZ；E=100V;占空比：0.5 ；仿真时间t=50ms。
课程名称：电力电子技术指导老师：马皓成绩：__________________实验名称：直流斩波电路的研究实验类型：_________________同组学生姓名：___________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 * 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1、熟悉六种直流斩波电路（Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）的工作原理与 特点； 2、掌握六种直流斩波电路在负载电流连续工作时的工作状态以及负载波形。 二、实验内容 1、分别按照六种直流斩波电路的结构分别连接对应的试验电路； 2、分别观察六种不同直流斩波电路在电路不同占空比的PWN波时的工作情况，并记录负载 电压，与理论值进行比较，分析实验结果。 、 三、主要实验设备与仪器 1、MPE-I电力电子探究性实验平台 2、NMCL-22H直流斩波电路 3、NMCL-22H-CK直流斩波电路插卡
4、NMCL-50数字直流表 5、示波器 四、实验线路 1、Buck chopper降压斩波电路 （1）将PWN波形发生器的占空比调节电位器左旋到底（使占空比最小），输出端“VG-T”端接到斩波电路中IGBT管VT的”G“端，将PWN的”地“接到斩波电路中IGBT的”E“端，按照下图接成Buck chopper斩波器； （2）检查电路无误后，闭合电源开关，用示波器观察PWN输出波形，调节PWN触发器的电位器RP1，即改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压，观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。 ` 2、Boost chopper升压斩波电路 （1）按照下图接成Boost chopper电路，电感电容任选，负载电阻为R； （2）参照Buck chopper斩波电路，改变触发脉冲的占空比记录占空比10%~80%实际负载电压； （3）观察PWN占空比分别为10%、50%、80%下的负载电压波形。 3、Buck-Boost chopper升压斩波电路
实验四直流斩波电路的性能研究 一．实验目的 熟悉降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路(Boost Chopper)和升降压斩波电路（Boost-Buck Chopper）的工作原理，掌握这三种基本斩波电路的工作状态及波形情况。 二．实验内容 1．熟悉SG3525芯片。 2．降压斩波电路的波形观察及电压测试。 3．升压斩波电路的波形观察及电压测试。 4．升降压斩波电路的波形观察及电压测试。 三．实验设备及仪器 1．NMCL－22现代电力电子电路和直流脉宽调速实验箱。 2．双踪示波器。 四．实验方法 1．熟悉SG3525。 闭合开关S1，观察SG3525的13端子，将有方波输出。调节“脉冲宽度调节”电位器RP，可调节占空比。 2．按照实验箱上所示电路 （1）任意选择电阻、电感和电容，分别组成降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路(Boost Chopper)和升降压斩波电路（Boost-Buck Chopper）。 （2）闭合开关S8，接通主电路。观察UPW输出的方波信号，记录占空比α。观察输入电压u i、输出电压u0的波形。 （3）改变负载R、电感L、电容C的值，观察电压u i和u0的波形有何变化。并据此判断各个器件值的大小。 （4）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。 五．注意事项： 实验过程当中先加控制信号，后加“主电路电源2”。（即，先合S1，后合S8。）六．实验报告 记录在某一占空比D下，降压斩波电路中，输入电压u i波形，输出电压u0波形，计算Ui、Uo，并绘制降压斩波电路的Uo/Ui-α曲线，与理论分析结果进行比较，并讨论产生差异的原因。
直流斩波器工作原理 直流斩波器(D.C. Chopper)又称为截波器，它是将电压值固定的直流电，转换为电压值可变的直流电源装置，是一种直流对直流的转换器(DC to DC Converter)已被被广泛使用，如直流电机之速度控制、交换式电源供应器(Switching-Power-Supply)等。 二.基本原理 直流斩波器乃利用功率组件对固定电压之电源做适当之切割以达成负载端电压改变之目的。若其输出电压较输入之电源电压低，则称为降压式(Buck )直流斩波器，若其输出电压较输入之电源电压高，则称为升压式(Boost)直流斩波器；如图1(a)所示为直流斩波器基本电路图，图1(b)所示为负载电压波形，可看出当直流斩波器导通(Ton)时，负载端之电压Vo等于电源电压Vs，当直流斩波器截止(Toff)时，负载端之电压Vo为0，如此适当的控制直流斩波器可使直流电源断续的出现在负载测，只要控制直流斩波器的导通时间，即 图1.1直流斩波器基本原理 可改变负载的平均电压。 由图1.1(b)可看出输出电压之峰值等于电源电压Vs，而输出电压之平均值Vo 随Ton之时间而变。而最常见之改变方式为 1.周期T固定，导通时间Ton改变，称脉波宽度调变(Pulse-width Modulation PWM)。 2.导通时间Ton固定，周期T改变，称频率调变(Frequency Modulation FM)。
3.周期T及导通时间Ton 同时改变，即波宽调变及频率调变混合使用。 在实际应用中，因直流斩波器常需在负载端接上滤波电感及滤波电容，若频率改变过大对电感及电容影响大，因此 多数采用脉波宽度调变。 直流斩波器依负载电压及负载电流极性来区分可分为下列三种︰ 1. 单象限直流斩波器。 2. 两象限直流斩波器。 3. 四象限直流斩波器。 如图1.2(a)所示为单象限直流斩波器示意图，其负载电压及负载电流皆为正；如图1.2(b)所示负载电压为正，负载电流有正有负称两象限直流斩波器；若负载电压有正有负，负载电流亦有正有负，称四象限直流斩波器如图1.2(c)所示。本系统可依接线方式改变，达成上述三种直流斩波器。
基于单片机的直流斩波电路的设计 本文介绍了基于单片机的直流斩波电路的基本方法，直流斩波电路的相关知识以及用单片机产生ＰＷＭ波的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS 一51单片机的用软件产生PWM 信号以及信号占空比调节的方法。对于实现直流斩波提供了一种有效的途径。本次设计中以直流降压斩波电路为例。 关键词：单片机最小系统； PWM ；直流斩波： 直流降压斩波电路的原理 斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种 情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中Em 所示 工作原理，两个阶段 t=0时V 导通，E 向负载供电，uo=E ，io 按指数曲线上升 t=t1时V 关断，io 经VD 续流，uo 近似为零，io 呈指数曲线下降 为使io 连续且脉动小，通常使L 值较大 数量关系 电流连续时，负载电压平均值 E E T t E t t t U on off on on o α==+= a ——导通占空比，简称占空比或导通比 Uo 最大为E ，减小a ，Uo 随之减小——降压斩波电路。也称为Buck 变换器（Buck Converter ）。 负载电流平均值 R E U I m o o -= （3-2） 电流断续时，uo 平均值会被抬高，一般不希望出现 斩波电路有三种控制方式： 1）保持开关周期T 不变，调节开关导通时间t on ，称为脉冲宽度调制或脉冲 调宽型： 2）保持导通时间不变，改变开关周期T ，成为频率调制或调频型； 3）导通时间和周期T 都可调，是占空比改变，称为混合型。
其原理图为： 图3-1降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形
电力电子技术课程设计报告 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 专业： 设计时间：
目录 1．降压斩波电路 (6) 一．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 二．D c／D C变换器的设计 (18) 三．测试结果 (19) 四．直流斩波电路的建模与仿真 (29) 五．课设体会与总结 (30) 六．参考文献 (31)
摘要 介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC ／DC 变换器的设计与实现，具体地分析了该DC ／DC 变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC ／DC 变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果 关键词：DC ／DC 变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM ；直流脉宽调速 一．降压斩波电路 1.1 降压斩波原理： R E U I E E T t t t E t U M on off on on -= ==+=000α 式中on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通占空比，简称占空比火导通比。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式： 1） 保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t 不变，称为PWM 。 2） 3） on t i E M
1.2 工作原理 1）t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o=E，负载电流i o 按指数曲线上升 2）t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大 ●基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析 ●从能量传递关系出发进行的推导 ●由于L为无穷大，故负载电流维持为I o不变
第3章直流斩波电路 填空题： 1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。 3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。 4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。 斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。 斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：________的电源电流和负载电流均连续， ________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第________象限，升压斩波电路能使电动机工作于第________象限，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第________象限。 10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个________斩波电路和一个________斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个________斩波电路并联。
简答题： 11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。 12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。 13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。 14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。 15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标 明 电 流 方 向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，
实验四 PWM直流斩波电路分析及测试 一．实验目的 1．掌握Buck—Boost变换器的工作原理、特点与电路组成。 2．熟悉Buck—Boost变换器连续与不连续工作模式的工作波形图。 3．掌握Buck—Boost变换器的调试方法。 二．实验内容 1．连接实验线路，构成一个实用的Buck—Boost变换器。 2．调节占空比，测出电感电流i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。3．将电感L增大一倍，测出i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。4．测出连续与不连续工作状态时的V be、V ce、V D、V L、i L、i C、i D等波形。 5．测出直流电压增益M=V O/V S与占空比D的函数关系。 6．测试输入、输出滤波环节分别对输入电流i S与输出电流i O影响。 三．实验线路 四．实验设备和仪器 1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2．万用表
3. 双踪示波器 五．实验方法 1．检查PWM 信号发生器与驱动电路工作是否正常 连接有关线路，观察信号发生器输出与驱动电路的输出波形是否正常，如有异常现象，则先设法排除故障。 2．电感L=1.48mH ，电感电流i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D 测试 将“16”与“18”、“21”与“4”、“22”与“5”、“19”与“6”、“1”与“4”、“9”与“12”相连，即按照以下表格连线。 16 18 21 4 22 5 19 6 1 4 9 12 合上开关S1与S2、S3、S4，用示波器观察“7”与“13”（即i L ）之间波形，然后调节RP1使i L 处于连续与 不连续的临界状态，记录这时候的占空比D 与工作周期T 。 3．L=1.48mH ，测出处于连续与不连续临界工作状态时的V be (“5”～“6”)、V ce (“4”～“6”)、V D (“9”～“8”)、i L (“7”～“13”)、i C (“6”～“7”)、i D (“8”～“7”)等波形 调节RP1，使i L 处于连续与不连续临界工作状态，用示波器测出GTR 基-射极电压V be 与集-射极电压V ce ；二极管VD 阴极与阳极之间电压V D ；电感L 3两端电压V L ；电感电流i L ；三极管集电极电流i C 以及二极管电流i D 等波形。 4．L=1.48mH,测出连续工作状态时的V be 、V ce 、V D 、i L 、i C 、i D 等波形 调节RP1左旋到底，使i L 处于连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。 5．L=1.48mH,测出不连续工作状态时的V be 、V ce 、V D 、i L 、i C 、i D 等波形 调节RP1右旋到底，使i L 处于不连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。 6．L=3.07mH ，i L 处于连续与不连续临界状态时的占空比D 测试 将开关S2断开，观察i L 波形，调节RP1，使i L 处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比D 与工作周期T 。 7．L=3.07mH ，测出连续工作状态时的V be 、V ce 、V D 、i L 、i C 、i D 等波形 调节RP1，使i L 处于连续工作状态，测试方法同前。 8．L=3.07mH ，测出不连续工作状态时的V be 、V ce 、V D 、i L 、i C 、i D 等波形 9．测出M=V O /V S 与占空比D 的函数关系 （1）L=1.48mH ，占空比D 从最小到最大范围内，测试5～6个D 数据，以及与此对应的输出电压V O 。(占空比D 用示波器观察, V O 、V S 用万用表测量，V s (V cc ～“14”)、V o (“12”～“15”)【红色为临界时的数值】 （2）L=3.07mH ，测试方法同上。 10．输入滤波器功能测试(断开电源S 1 开关再接线) 有与没有输入滤波器时，电源电流（即15～14两端）波形测试(用示波器AC 档观察)。 D 0.18 0.34 0.41 0.53 0.60 0.68 0.71 0.75 0.83 Vo （V ） -8.32 -15.43 -18.82 -22.26 -25.24 -29.06 -29.91 -33.45 -33.50 M=Vo/Vs -0.555 -1.029 -1.255 -1.484 -1.683 -1.937 -1.994 -2.230 -2.300 D 0.16 0.23 0.37 0.45 0.50 0.60 0.68 0.75 0.83 Vo （V ） -6.15 -9.18 -12.58 -14.83 -16.84 -19.19 -26.96 -31.16 -33.84 M=Vo/Vs -0.410 -0.612 -0.839 -0.989 -1.123 -1.279 -1.797 -2.077 -2.256
电力电子技术课程设计说明书直流降压斩波电路的设计 院、部： 学生姓名： 指导教师：职称 专业： 班级： 完成时间：
摘要 直流降压斩波电路又称为Buck变换器，它对输入电压进行降压变换。通过控制电路的占空比即通过IGBT来控制降压斩波电路的输出电压。直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 首先分析了直流斩波主电路（即Buck变换器）的工作原理，计算了电路的电压电流和IGBT承受的正反向电压，按照留有裕量的选型原则，选择了IRG4PC40U型号的IGBT，并对其参数进行了介绍。利用PWM控制芯片SG3525作为触发电路的核心部件，最后利用MATLAB建立了仿真模型，设置了模型的参数，并进行了仿真。仿真结果证明了设计的正确性。 关键字：设计；仿真；直流降压斩波；Buck
目录 1 绪论 (1) 1.1 设计的背景与意义 (1) 1.2 直流斩波发展现状 (1) 1.3 本设计主要内容 (2) 2 直流斩波主电路的设计 (3) 2.1 设计原始参数 (3) 2.2 直流斩波电路原理 (3) 2.3 主电路的设计 (4) 2.3.1 直流降压斩波电路 (4) 2.3.2 直流降压斩波电路参数计算 (4) 2.3.3 主电路参数分析 (5) 3 控制电路设计 (7) 3.1 PWM控制芯片SG3525简介及特点 (7) 3.2 SG3525内部结构及工作特性 (7) 3.3 触发电路 (9) 4 仿真调试 (10) 4.1 仿真软件的介绍 (10) 4.2 仿真模型建立 (10) 4.3 仿真结果分析 (12) 结束语 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 附录 (18) 附录A：元件清单 (18) 附录B：主电路CAD图 (19)
实验四直流斩波电路实验 一．实验目的 1．加深理解斩波器电路的工作原理 2．掌握斩波器的主电路，触发电路的调试步骤和方法。 3．熟悉斩波器各点的波形。 二．实验内容 1．触发电路调试 2．斩波器接电阻性负载。 3．斩波器接电阻—电感性负载。 三．实验线路与原理 本实验采用脉宽可调逆阻型斩波器。其中VT1为主晶闸管，当它导通后，电源电压就加在负载上。VT2为辅助晶闸管，由它控制输出电压的脉宽。C和L1为振荡电路，它们与VT2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。斩波器主电路如图4-14所示。接通电源时，C经VD1，负载充电至+Udo，VT1导通，电源加到负载上，过一段时间后VT2导通，C和L1产生振荡，C上电压由+Vdo变为-Vdo，C经VD1和VT1反向放电，使VT1、VT2关断。 从以上斩波器工作过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽，从而达到调压的目的，VT1、VT2的脉冲间隔由触发电路决定。 四．实验设备及仪器 1．MCL系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）。 4．MCL—06组件或MCL—37 5．MEL—03三相可调电阻器(或自配滑线变阻器450 ，1A) 6．双踪示波器 7．万用表
五．注意事项 1．斩波电路的直流电源由三相不控整流桥提供，整流桥的极性为下正上负，接至斩波电路时，极性不可接错。 2．实验时，每次合上主电源前，须把调压器退至零位，再缓慢提高电压。 3．实验时，若负载电流过大，容易造成逆变失败，所以调节负载电阻，电感时，需注意电流不可超过0.5A。 4．若逆变失败，需关断主电源，把调压器退至零位，再合上主电源。 5．实验时，先把MCL-18的给定调到0V，再根据需要调节。 六．实验方法 1．触发电路调试 打开MCL—06面板右下角的电源开关（或接人MCL—37低压电源）。 调节电位器RP，观察“2”端的锯齿波波形，锯齿波频率为100Hz左右。 调节“3”端比较电压（由MCL-18给定提供），观察“4”端方波能否由0.1T连续调至0.9T（T为斩波器触发电路的周期）。 用示波器观察“5”、“6”端脉冲波形，是否符合相位关系。 用示波器观察输出脉冲波形，测量触发电路输出脉冲的幅度和宽度。 2．斩波器带电阻性负载 按图2-14实验线路连好斩波器主电路，接上电阻负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大，并将触发电路的输出G1、K1、G2、K2分别接至VT1、VT2的门极和阴极。 三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏U、V、W输出电压至线电压为110V。用示波器观察并记录触发电路“1”、“2”、“4”、“5”、“6”端及U G1K1、U G2K2的波形，同时观察并记录输出电压u d=f（t），输出电流id=f（t），电容电压u c=f （t）及晶闸管两端电压u VT1=f（t）的波形，并注意各波形间的相位关系。 调节“3”端电压，观察在不同τ（即U G1K1和U G2K2脉冲的间隔时间）时u d的波形，并记录U d和τ数值，从而画出U d=f(τ/T)的关系曲线。其中τ/T为占空比。 注意负载电阻不可以太小，否则电流太大容易造成斩波失败。 3．斩波器带电阻，电感性负载 断开电源，将负载改接成电阻电感。然后重复电阻性负载时同样的实验步骤。 六．实验报告 1．整理记录下的各波形，画出各种负载下U=f(τ/T)的关系曲线。 2．讨论分析实验中再现的各种现象。
直流斩波电路工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
直流斩波电路工作原理及输出输入关系 升压斩波电路（Boost Chopper ） 升压斩波电路 假设L 和C 值很大。 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定1i ，电容C 向负载R 供电，输出电压0u 恒定。 断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 设V 通态的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t Ei 1 设V 断态的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为off t i E u 10)(- 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等： on t Ei 1=off t i E u 10)(- 化简得 E t T E t t t u off off off on =+=0 off t T ——升压比；升压比的倒数记作β ，即off t T =β β和α的关系：a +β=1 所以输出电压为 E E u αβ -==1110
升降压斩波电路 (buck -boost Chopper) 降压斩波电路 V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为1i ，同时，C 维持输出电压恒定并向负载R 供电，这时E u L =。 V 断时，L 的能量向负载释放，电流为2i 。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，这时0u u L -=。 稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，即 ???=-=+=T off on T t off L t on L L t u Et dt u dt u dt u on on 00)(0)(0 所以输出电压为： E E t T t E t t u oN on off on αα-=-== 10 （on t 为 V 处于通态的时间，off t 为V 处于断态的时间）
I T直流斩波电路的设计 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
目录 1设计原理分析 (1) 1.1总体结构分析 (1) 1.2主电路的设计 (1) 1.3触发电路的设计 (2) 1.4驱动电路设计 (3) 1.5保护电路分析 (5) 2仿真分析与调试 (6) 2.1建立仿真模型 (6) 2.2仿真结果分析 (8) 3确定实际参数 (11) 心得体会 (12) 参考文献 (14) 附录： (15) IGBT直流斩波电路的设计
1设计原理分析 1.1总体结构分析 直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。它在 电源的设计上有很重要的应用。一般来说，斩波电路的实现都要依靠全控型器件。在这里，我所设计的是基于IGBT 的降压斩波短路。 直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块和驱 动电路模块。电路的结构框图如下图（图1）所示。 图1 电路结构框图 除了上述主要结构之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电 路与主电路的电器隔离。 1.2主电路的设计 主电路是整个斩波电路的核心，降压过程就由此模块完成。其原理图如图2所 示。 io L 开始 断，而电感L 足够大，使得负载电流连续，而电压断续。从总体上看，输出电压的平均值减小了。输出电压与输入电压之比α由控制信号的占空比来决定。这也就是降压斩波电路的工作原理。 降压斩波的典型波形如下图所示。 t O T i G t on t off i o a) E M i G i
图2中的负载为电动机，是一种放电动式负载。反电动势负载有电流断续和电 流连续两种工作状态。分别入图3中b ）和a ）所示。 无论哪一种情况，输出电压的平均值都与负载无关，其大小为： （1-1） T on 表示导通的时；T off 表示截止的时间 ；A 表示导通时间占空比。 对于输出电流，当Uo>E 时电流连续，输出电流平均值大小为： （1-2） 当Uo 直流斩波电路工作原理及输出输入关系 升压斩波电路（Boost Chopper ） 升压斩波电路 假设L 和C 值很大。 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定1i ，电容C 向负载R 供电，输出电压0u 恒定。 断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 设V 通态的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on t Ei 1 设V 断态的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为off t i E u 10)(- 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等： on t Ei 1=off t i E u 10)(- 化简得 E t T E t t t u o f f o f f o f f on =+=0 off t T ——升压比；升压比的倒数记作β ，即off t T =β β和α的关系：a +β=1 所以输出电压为 E E u αβ -==1110 升降压斩波电路 (buck -boost Chopper) 降压斩波电路 V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为1i ，同时，C 维持输出电压恒定并向负载R 供电，这时E u L =。 V 断时，L 的能量向负载释放，电流为2i 。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，这时0u u L -=。 稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，即 ???=-=+=T off on T t off L t on L L t u Et dt u dt u dt u on on 00)(0)(0 所以输出电压为： E E t T t E t t u oN on off on α α-=-==10 （on t 为 V 处于通态的时间，off t 为V 处于断态的时间） 第3章直流斩波电路 主要内容：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路的结构与工作原理。 重点：降压斩波电路、升压斩波电路的结构与工作原理。 难点：升压斩波电路的工作原理 基本要求：掌握降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的结构与工作原理，了解复合斩波电路的结构与工作原理。 直流斩波电路（DC Chopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流直流变换器（DC/DC Converter）。 直流斩波电路的种类 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。 复合斩波电路——不同基本斩波电路组合 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合 1 基本斩波电路 重点：最基本的2种——降压斩波电路和升压斩波电路。 (1) 降压斩波电路 斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中E m所示。为使i o连续且脉动小，通常使L值较大。 数量关系 电流连续时，负载电压平均值 （3-1） a——导通占空比，简称占空比或导通比 U o最大为E，减小a，U o随之减小——降压斩波电路。也称为Buck变换器。 负载电流平均值I=U d/R （3-2） 电流断续时，U o平均值会被抬高，一般不希望出现 斩波电路三种控制方式 a 脉冲宽度调制（PWM）或脉冲调宽型——T不变，调节t on，应用最多 b 频率调制或调频型——t on不变，改变T c 混合型——t on和T都可调，使占空比改变 图3-1降压斩波电路的原理图及波形 a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形 2 升压斩波电路 (1) 升压斩波电路的基本原理 工作原理: 课程设计说明书 题目名称：直流斩波电路的设计 系部：电力工程系 专业班级：新能源13-1 学生姓名：谢程程 学号：2013231292 指导教师：张海丽 完成日期：2015.6.13 新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目直流斩波电路的设计 系部__电力工程系_____ 专业班级新能源13-1 学生姓名__谢程程_________ 学生学号2013231292 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日 （此页背书） 评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。 新疆工程学院 电力工程系(部)课程设计任务书 2014/2015学年第二学期2015年 6 月15日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名） 摘要 直流斩波电路的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器。直流斩波电路一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况； 本文主要介绍的是直流斩波电路的设计，通过对直流源，控制电路，驱动电路和保护电路的设计完成整个直流斩波电路的设计。通过示波器很直观的看到PWM控制输出电压的曲线图，通过设置参数分析输出与电路参数和控制量的关系，利用自带的电表和示波器能直观的分析各种输出结果。硬件电路设计，它通过Protel等软件设计完成。 关键词：直流斩波控制驱动保护 目录 摘要 1 直流斩波主电路的设计............................ 错误!未定义书签。 1.1 电力电子技术介绍............................ 错误!未定义书签。 1.1.1 电力电子技术的内容..................... 错误!未定义书签。 1.1.2 电力电子技术的发展................. 错误!未定义书签。 1.1.3 电力电子技术的重要作用............... 错误!未定义书签。 1.1.4 电力电子技术课程的学习要求 (2) 1.2 直流斩波电路介绍............................ 错误!未定义书签。 1.3 直流斩波电路原理............................ 错误!未定义书签。 1.3.1 直流降压斩波电路....................... 错误!未定义书签。 1.3.2 降压斩波电路实验室验证 (7) 1.3.3 直流升压斩波电路 (9) 1.4 主电路的设计................................ 错误!未定义书签。 1.4.1 课程设计的目的......................... 错误!未定义书签。 1.4.2 课程设计的任务与要求................... 错误!未定义书签。 1.4.3 设计方案选定与说明..................... 错误!未定义书签。 2 触发电路设计...................................... 错误!未定义书签。 2.1控制及驱动电路设计........................... 错误!未定义书签。 2.1.1 PWM控制芯片SG3525简介................ 错误!未定义书签。 2.1.2 SG3525内部结构及工作特性............ 错误!未定义书签。 2.1.3 SG3525的工作原理...................... 错误!未定义书签。 2.1.4 控制电路工作原理....................... 错误!未定义书签。 2.2 驱动电路的设计.............................. 错误!未定义书签。 2.3 保护电路的原理与设计 (18) 2.3.1 过电压保护 (18) 2.3.2 过电流保护 (19) 2.4触发电路 (19) 2.5系统总电路................................... 错误!未定义书签。 3 电路仿真.......................................... 错误!未定义书签。 3.1 触发电路的仿真.............................. 错误!未定义书签。 3.1.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。 3.1.2 触发电路的仿真结果及分析............... 错误!未定义书签。 3.2 直流降压斩波电路的仿真及分析................ 错误!未定义书签。 3.2.1 Multisim仿真电路的建立................ 错误!未定义书签。 实验四直流降压斩波电路 一实验目的 1.理解降压斩波电路的工作原理及波形情况，掌握该电路的工作状态及结果。 2.研究直流降压斩波电路的全过程 3.掌握降压斩波电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。 二预习内容要点 1. 降压斩波电路工作的原理及波形 2. 输入值输出值之间的关系 三实验内容及步骤 1.降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图如图 2.1所示。 图中V为全控型器件，选用IGBT。D为续流二极管。由图4-12b中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向负载供电，UD=Ui。当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压UD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为: 式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比α，则UO随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。 图2.1 2.（1）器件的查找 以下器件均是在MATLAB R2017b环境下查找的，其他版本类似。有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找 （2）连接说明 有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：示波器可以双击示波器进入属性后进行设置。 （3）参数设置 1.双击直流电源把电压设置为200V。负载电动势20V。’ 2.双击脉冲把周期设为0.001s，占空比设为30％，40%，80%，（可多设几组）延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360； 3.双击负载把电阻设为10Ω，电感设为0.1H； 4.双击示波器把Number of axes设为3，同时把History选项卡下的Limit data points to last前面的对勾去掉； 5.晶闸管和二极管参数保持默认即可 四仿真及其结果 目录 绪论 (3) 一．降压斩波电路 (6) 二．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12) 三．D c／D C变换器的设计 (18) 四．测试结果 (19) 五．直流斩波电路的建模与仿真 (29) 六．课设体会与总结 (30) 七．参考文献 (31) 绪论 1. 电力电子技术的内容 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。 它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 电有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。 实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变换。 变换器共有四种类型： 交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。 直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。这是与整流相反的变换，也称为逆变。当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，称之为无源逆变。 交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。其中：改变交流电压 有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。 2. 电力电子技术的发展 在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。 1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。 70年代以后，出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件)，如：门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/ GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。 控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路，使变换器的控制电路大为简化。 微处理器和微型计算机的引入，特别是它们的位数成倍增加，运算速度不断提高，功能不断完善，使控制技术发生了根本的变化，使控制不仅依赖硬件电路，而且可利用软件编程，既方便又灵活。 各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现，并具有自诊断功能，并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。 综上所述可以看出，微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。 3.电力电子技术的重要作用 (1) 优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效直流斩波电路工作原理
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