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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iL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iL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Vbe、Vce、VD、VL、iL、iC、iD等波形。 5．测出直流电压增益M=VO/VS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iS与输出电流iO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

卑微如蝼蚁、坚强似大象

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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iL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 21 22 19 1 9 12 18 4 5 6 4

合上开关S1与S2、S3、S4，用示波器观察“7”与“13”（即iL）之间波形，然后调节RP1使iL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Vbe (“5”～“6”)、Vce(“4”～“6”)、VD(“9”～“8”)、iL(“7”～“13”)、iC(“6”～“7”)、iD(“8”～“7”)等波形

调节RP1，使iL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Vbe与集-射极电压Vce；二极管VD阴极与阳极之间电压VD；电感L3两端电压VL；电感电流iL；三极管集电极电流iC以及二极管电流iD等波形。

4．L=1.48mH,测出连续工作状态时的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形

调节RP1左旋到底，使iL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Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形

调节RP1右旋到底，使iL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，iL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iL波形，调节RP1，使iL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Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形 调节RP1，使iL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Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形 9．测出M=VO/VS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VO 。(占空比D用示波器观察, VO、VS用万用表测量，Vs(Vcc ～“14”)、Vo(“12”～“15”)【红色为临界时的数值】

D Vo（V） M=Vo/Vs

（2）L=3.07mH，测试方法同上。 D Vo（V） M=Vo/Vs

0.18 -8.32 -0.555 0.34 -15.43 -1.029 0.41 -18.82 -1.255 0.53 -22.26 -1.484 0.60 -25.24 -1.683 0.68 -29.06 -1.937 0.71 -29.91 -1.994 0.75 -33.45 -2.230 0.83 -33.50 -2.300 0.16 -6.15 -0.410 0.23 -9.18 -0.612 0.37 -12.58 -0.839 0.45 -14.83 -0.989 0.50 -16.84 -1.123 0.60 -19.19 -1.279 0.68 -26.96 -1.797 0.75 -31.16 -2.077 0.83 -33.84 -2.256 10．输入滤波器功能测试(断开电源S1 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)。 卑微如蝼蚁、坚强似大象

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11．输出滤波器功能测试(断开电源S1 开关再接线)

有与没有输出滤波器时，输出电流纹波测试（“12”～“15”）(用示波器AC档观察)。

五．实验结果

1．分别在L=1.48mH与3.07mH条件下,列出iL连续与不连续临界状态时的占空比D,并与理论值相比较。

L=1.48mH：D=0.68，T=133us，R=300Ω。理论τLC=（1-D）2/2=0.0512；实际τLC=L/RT=0.0371。 L=3.07mH：D=0.60，T=133us，R=300Ω。理论τLC=（1-D）2/2=0.0800；实际τLC=L/RT=0.0741。

2．画出不同L，连续、临界与断续时的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形。

（1-1）L=1.48mH时，iL临界：

Vbe Vce VD

iL iC iD

（1-2）L=1.48mH时，iL连续：

Vbe Vce VD

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