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基于BUCK电路的稳压开关电源实验报告

实验报告

实验项目:开关电源工程实践

所属课程:电气工程领域实验与实践训练

所属专业:电气工程

学院(系):电气与控制工程学院

班级:

学号:

姓名:

成绩:

一、实验目的:

1.通过对Buck变换器电路的设计,掌握降压电路的工作原理,提高运用科学理论知识能力、工程实践能力。

2.掌握Buck电路变换器的调试方法。

3.通过实验掌握降压稳压电源的工作原理，影响性能的主要参数。

二、实验要求:

,,80%输入电压:12~18VDC:输出电压:5V;输出额定电流:1A;电源效率:;0

S,2%S,2%输出纹波电压:?50mv;电压调整率:;负载调整率:。iu

三、实验主要仪器设备:

表1设备仪器器件表

470μF/25V2个电容1042个4.7KΩ电阻3个60NF061个电容4711个10KΩ电阻2个0.1Ω/2W1个电容4741个1KΩ电阻2个

1N58221个电容1051个LED黄灯1个

UC38431个电容2221个直流稳压电源1个

PC8171N41481个1个示波器1台

TL4311个万用板1块万用表/功率表各1台四、实验内容:

1(连接实验线路，按照原理图对实验线路进行焊接。

2(测试空载电压稳定范围，测试空载时不同电压的占空比

3.测试负载时的电压稳定范围，负载为满载328欧姆的滑动变阻器，测试负载时不同电压值时的占空比，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。

4.接入不同负载值再次进行测试，并进行数据的比较。(取电阻210欧姆和160欧姆时)

5(将电感L改变，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。

6(根据改变电压来比较观察出直流电压增益M=VO/VS与占空比D的函数关系。五、BUCK电路工作原理

(1)当电晶体Q导通时，二极管D1的阴极电压约等于输入电压Vin，二极管逆偏形成断路，输入电压经Q对电感充电并供应电压至电容Cout及负载，此时电感电压VL,Vin,Vout。

(2)当Q截止时，电感的电压极性反转，使二极管顺偏导通，电容Cout及电感均对负载放电，此时电感的电压为VL,,(VD1+Vout)。

由电感电压的伏特,秒平衡(Volt-secondbalance)关系可推得输入输出的电压关系:

(V,V)DT,(V，V)(1,D)TmoutoutD1

V，VDout1D,V,V1,Dinout

其中T为电晶体的切换周期，D为电晶体的工作週期，由于0,D,1，此电路的输出电压Vo

ut必会较输入电压Vin来得小，故转换器可达到降压的功能。

图1降压式转换器电压架构

六、实验电路图:

图2实验电路图

七、实验理想数据计算:

11f,,,45.45KHz实验选取频率,93RC2200*10*10*10

故本次实验将选取100KHz的频率作为主频。

实验应选取的理想电感:

1.电感最大峰值压降VL=Vinmax-Vo=18V-5V=13V2.压比Vd=Vo/Vinmax=5V/18V=0.2783.纹波电流^I=Io*0.3=1A*0.3=0.3A

4.储能电感值Lmin=VL*Vd/(^I*Fs*1000)Lmin=[13V*0.278/(0.3A*100KHZ*1000)]*1000000

Lmin=120.933uH(取标称值120uH)

八、实验数据记录

(1)空载L=40mH输入电流0.3A

输入范围:9—18V空载电流:0A

电压12V15V18V

占空比18.93%14.36%1.57%

电流0A0A0A

图318V空载图415V空载

图512V空载

负载R=328ΩL=40mH电压调整范围:12V-18V

电压12V15V18V

占空比79.86%54.70%35.14%

输出电流100mA100mA100mA

图6负载12V图7负载15V

图8负载15V

负载R=210ΩL=40mH电压调整范围:13V-18V

电压13V15V18V

占空比95.28%70.79%44.44%

输出电流120mA120mA120mA

图9负载13V图10负载15V

图11负载18V

负载160ΩL=40mH电压调整范围:14-18V

电压14V15V18V

占空比97.99%95.05%48.46%

输出电流150mA150mA150mA

图1