直流偏置电路

§2-3 分压式偏置电路

教 学 目 标： [知识目标]

1、 理解温度对静态工作点的影响及分压式偏置电路的电路

特点；

2、 掌握分压式偏置电路稳定静态工作点的过程；

3、 会近似估算分压式偏置电路的静态工作点、输入电阻、输

出电阻和电压放大倍数。 [能力目标]

1、 通过教学，培养学生观察事物、总结归纳的能力； 2、 通过教学，培养学生识别和分析电路的能力。

教 学 重 点：1、温度对静态工作点的影响 2、分压式偏置电路的作用 3、近似估算分压式偏置电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。

教 学 难 点：分压式偏置电路稳定静态工作点的过程。 教 学 方 法：讲授法、归纳总结法和类比法相结合 教 学 环 组织教节 时 间 分 配

复习引入 5分钟 讲授新课 课堂小结 练习作业 学 1分钟 58分钟 6分钟 10分钟 一、组织教学

（1分钟）安定课堂秩序，集中学生注意力，检查学生学习用品。

二、复习旧课

(4分钟)

图1〈共发射极基本放大电路〉

教师设问：问题：1、静态工作点的位置与波形失真之间有何关系？ 学生回答：答案：静态工作点设置得太高，易引起饱和失真，

静态工作点设置得太低，易引起截止失真。

问题：2、

直流斩波电路

（1）直流-直流变流电路（DC-DC）定义：将一种直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电的装置。

（2）常见的直流-直流变流电路为直流斩波电路。

（3）基本直流斩波电路为：降压斩波电路和升压斩波电路。

降压斩波电路

电路原理图

（1）包含全控型器件V，由IGBT组成。

（2）包含续流二极管VD，作用是保证IGBT关断时给负载中电感电流提供通道。 （3）负载：直流电动机，两端呈现反电动势Em。

（4）分析前提：假设负载中电感值很大，即保证电流连续。 工作原理分析

（1）给出IGBT的栅射极电压UGE波形，即iG波形，周期为T。

（2）0?t1（ton）期间：IGBT导通，电源E向负载供电，负载电压Uo?E，由于电感存在，因此负载电流不能突变，所以按指数曲线上升。

（3）t1?T（toff）期间：控制IGBT关断，负载电流经过续流二极管VD续流，负载电压基本为0，负载电流呈现指数曲线下降。

（4）当负载电感值较大时，负载电流连续而且脉动小。 公式

（1）负载电压平均值：Uo?tonE??E，其中?为占空比。 TUo?Em。 R（2）电感L极大时，负载电流平均值：Io?计算题：例5-1

总结

（1）通过改变降压斩波电路的占空比大小，

直流电路

一、填空题

1.已知R1=5Ω，R2=10Ω，把R1、R2串联起来，并在其两端加15 V的电压，此时R1所消耗的功率是 。

2.有两个电阻R1和R2，已知R1＝2R2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R1＝ ，R2= 。

3.有两个电阻，把它们串联起来的总电阻为10Ω，把它们并联起来的总电阻为2.4Ω，这两个电阻的阻值分别为_ __和_ _。

4.已知R1和R2两个电阻，且R2=3R1，若串联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 ；若并联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 。

5.有两电阻R1和R2，已知R1：R2＝1：4。若它们在电路中串联，则电阻两端的电压比U1：U2＝ ；流过电阻的电流比I1：I2= ，它们消耗的功率比P1：P2＝ 。若它们并联接在电路中，则电阻两端的电压之比U1：U2＝ ；流过电阻的电流之比I1：I2＝ ；它们消耗的功率之比P1：P2＝ 。

6.电阻负载并联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电阻成 比；电阻负载串联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电

电力电子技术课程设计（论文）

题目：直流斩波电路性能研究

院 （系）： 电气学院 专业班级： 11-电-41 学 号： 11284042 学生姓名： 昌 玲 指导教师： （签字） 起止时间：2014-5-01至2014-5-15

摘要

本文阐述六种直流斩波电路中的升降压斩波电路，随着半导体工业的发展，DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。直流斩波电路无论是从性能、功率还是节能性上都处于不断地发展之中。升降压斩波电路是升压斩波电路与降压斩波电路的结合体，兼容了二者的功能，因此决定了其能适应更加复杂多变的环境，同时也方便于升级与改良，目前主要运用在于于拖动直流电动机。采用桥式整流电路将工频交流整流为适当的直流电压，用SG3525作为驱动电路，并在电路中串入熔断器，对电路进行保护，实现升降压直流斩波可调电路。

关键词：升降压 斩波 SG3525驱动

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目录

物理直流电路磁场试卷

一、单选题：（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。选对得4分，选错得0分。） 1．下列说法正确的是( )

A．把一电流元分别放在磁场中的两点，所受磁场力大的磁感应强度大 B．把一个小线圈置于磁场中，磁通量大处磁感应强度大

C．让一电荷以相同的速度分别垂直进入两个匀强磁场，受洛伦兹力大的磁感应强度大 D．磁感应强度的方向与正电荷在磁场中受洛伦兹力方向相同

2.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )

A．R3断路 B．R1短路 C．R2断路

D．R1、R2同时短路

3．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视

为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则( )

A．电压表的示数变大 B．B．小灯泡消耗的功率变小 C．通过R2的电流变小 D．电源内阻消耗的电压变大 4．用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待

第一章 电路总体思路，基本结构和原理框图

1.1 电路总体思路

直流斩波电路功能是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。

在设计直流斩波电路过程中，日常所用的电源一般都是220V交流电，在设计中首先通过变压器降压，然后用整流电路将交流电转变为直流电，经过绿波电路滤掉高次谐波，从而获得直流斩波电路的输入电压。控制和驱动电路，采用直接产生PWM的专用芯片SG3525，该芯片的外围电路只需简单的连接几个电阻电容，就能产生特定频率的PWM波，通过改变IN+输入电阻就能改变输出PWM波的占空比，故在IN+端接个可调电阻就能实现PWM控制。为了减少不同电源之间的相互干扰，SG3525输出的PWM经过光电耦合之后才送至驱动电路，通过驱动电路对信号进行放大，放大后的电压可以直接驱动IGBT。此电路具有信号稳定，安全可靠等优点。因此他适用于中小容量的PWM斩波电路。过压和过流保护电路，均采用反馈控制,将过流过压信号反馈到芯片SG3525的输入，从而起到调节保护作用。 1.2 基本结构

直流斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。

主电路模块， 主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩

第一章 电路总体思路，基本结构和原理框图

1.1 电路总体思路

直流斩波电路功能是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。

在设计直流斩波电路过程中，日常所用的电源一般都是220V交流电，在设计中首先通过变压器降压，然后用整流电路将交流电转变为直流电，经过绿波电路滤掉高次谐波，从而获得直流斩波电路的输入电压。控制和驱动电路，采用直接产生PWM的专用芯片SG3525，该芯片的外围电路只需简单的连接几个电阻电容，就能产生特定频率的PWM波，通过改变IN+输入电阻就能改变输出PWM波的占空比，故在IN+端接个可调电阻就能实现PWM控制。为了减少不同电源之间的相互干扰，SG3525输出的PWM经过光电耦合之后才送至驱动电路，通过驱动电路对信号进行放大，放大后的电压可以直接驱动IGBT。此电路具有信号稳定，安全可靠等优点。因此他适用于中小容量的PWM斩波电路。过压和过流保护电路，均采用反馈控制,将过流过压信号反馈到芯片SG3525的输入，从而起到调节保护作用。 1.2 基本结构

直流斩波电路一般主要可分为主电路模块，控制电路模块和驱动电路模块三部分组成。

主电路模块， 主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和直流斩

电工技术

第1章 直流电路与电路分析 章1.1 电路和电路模型 电路和电路模型 1.2 电路中的主要物理量 电路中的主要物理量 1.3 电路的基本元件 电路的基本元件 1.4 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律 1.5 基尔霍夫定律的应用 基尔霍夫定律的应用 1.6 简单电阻电路的分析方法 简单电阻电路的分析方法

1.1 电路和电路模型

图1.1 手电筒

图1.2 电路模型

是图1.1所示实际电路的电路模型 图1.2是图 所示实际电路的电路模型。 是图 所示实际电路的电路模型。 图中U 表示电源， 表示开关 表示开关， 表示耗能元件 表示耗能元件。 图中 S表示电源，S表示开关，R表示耗能元件。

1.2 电路中的主要物理量1.电流及其参考方向 电流及其参考方向 电流及其参考方向 几种常见的电流波形如图1.3所示 所示， 几种常见的电流波形如图 所示，图1.3 (a)为直流电流，图1.3(b)为交流电流。 )为直流电流， ( )为交流电流。

图1.3 几种常见的电流波形

1.2 电路中的主要物理量参考方向是一个假想的电流方向。 参考方向是一个假想的电流方向。 特别注意：图中实线箭头和电流符号  特别注意：图中实线箭头和电流符号i 缺

第2章 电路分析实验报告

2.1直流电路的仿真

2.1.1 基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 学会使用电流表、电压表测量各支路电流和各元件电压的方法。 3. 熟悉Multisim9软件的使用。

二、实验原理

基尔霍夫定律是集总电路的基本定律，它包括电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律（KCL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零”。此处，电流的“代数和”是根据电流是流出结点还是流人结点判断的。若流出结点的电流前面取“+”号，则流入结点的电流前面取“-”号；电流是流出结点还是流入结点，均根据电流的参考方向判断，所以对任意结点都有

?i?0

上式取和是对连接于该结点的所有支路电流进行的

基尔霍夫电压定律（KVL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零”。所以，沿任一回路有

?u?0

上式取和时，需要任意指定一个回路的绕行方向，凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，该电压前面取“+”号，支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者，前面取“-”号。

三、虚仪实验仪器及器材

双踪示波器

信号发

1 绪 论

1.1 直流调速的优点

直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统运行的可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。

双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试的过程中有大量的参数需要计算和调整，运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难，将SIMULINK用于电机系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。同时，MATLAB软件中还提供了新的控制系统模型输入与仿真工具SIMULINK，它具有构造模型简单、动态修改参数实现系统控制容易、界面友好、功能强大等优点，成为动态建模与仿真方面应用最广泛的软件包之一。它可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真或分析，从而使得一个复杂系统的输入变得相当容易且直观。

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