IGBT降压斩波电路设计纯电阻负载.docx

摘要

直流—直流交流电路的功能是将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流电变流电路和间接直流电变流电路。直接直流电变流电路也称斩波电路，它的功能是将直流电变成另一固定或可调电压的直流电，一样是指直接将直流电变成另一直流电，这种情形下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路在直流交流电路中增加了交流环节，通常采纳变压器实现输入输出间的隔离。本次设计将针对斩波电路实现变流。

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类用电设备中取得一般的应用.随之显现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、起落压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被普遍用于开关电源及直流电动机驱动中，使其操纵取得加速平稳、快速响应、节约电能的成效。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域取得了普遍的应用。

直流斩波电路种类包括六种大体斩波电路，本次设计将利用降压斩波电路（BuckChopper）。

关键词：直流斩波；降压斩波；IGBT

目录

TOC\o1-3\h\u摘要…………………Ⅰ

第一章整体设计方案………………1

设计任务…………………1

功能要求说明………………1

设计方案及设计原理………1

设计总电路…………1

设计电路原理………1

第二章电路设计…………………4

降压斩波主电路设计………4

电路数学分析………4

参数确信……………5

IGBT驱动电路设计………6

整流电路设计……………6

整流电路选取………6

整流电路分析………7

第三章系统仿真及结果分析………8

仿真软件简介………………8

仿真电路及参数设置………8

仿真结果及分析…………11

终止语………………14

参考文献……………15

附录总电路图……………………16

电路整体设计方案

设计任务

IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）。

功能要求说明

一、输入直流电压：Ud=100V；

二、输出功率：300W；

3、开关频率5KHz；

4、占空比10%~90%；

五、输出电压脉率：小于10%。

设计方案及设计原理

设计总电路

确信降压斩波器电路如图所示：

图降压斩波（buck）电路原理图

此电路利用一个全控型器件T，图中为IGBT。并设置了续流二极管D，在T关断时给负载中电感电流提供通道。这种电路的电压源性质，负载为电源性质。电路完成把直流电压转换为较低的直流电压的功能。

设计原理

为了分析稳态特性，简化推导，对图做如下假设：

（1）IBGT二极管是理想元件，即能够刹时导通或截止，没有导通压降（导通时电阻为0），截止时没有漏电流。

（2）电感、电容是理想元件。电感工作在线性区而未饱和，寄生电阻为零，电容的等效串联电阻为零。

（3）输出电压中的纹压与输出电压的比值很小，能够忽略。

那么buck电路将有两种工作状态：

（1）当IGBT导通如图（a）所示，电源向负载供电，续流二极管因反向偏置而截止，电容开始充电，直流通过电感L向负载传递能量。现在，电感电流线性增加，贮存的磁场能量也慢慢增加。负载R流过电流，两头输出电压上正下负。在一个开关周期内IGBT管T导通时刻为。

（2）当IGBT阻断如图（b）所示，由于电感电流不能突变，故通过二极管D续流。电感电流慢慢减小，电感上的能量慢慢消耗在负载上，电感电流降低，L上储能减小。电感电流减小时，电感两头