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
见图4—5。
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 18 4 5 6 4 12 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、Vce、VD、iL、iC、iD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，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，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。 D Vo（V） （2）L=3.07mH，测试方法同上。
D Vo（V） 10．输入滤波器功能测试
有与没有输入滤波器时，电源电流（即15～14两端）波形测试。 11．输出滤波器功能测试
有与没有输出滤波器时，输出电流纹波测试（“12”-“15”）。
五．实验报告
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。
2
理论上iL连续与断续的临界条件为τLC=（1-D）/2，式中τLC=L/RT为连续与断续临界状态时的临界时间常数，负载电阻R=300Ω，工作周期T按实测数据。
2．画出不同L，连续与断续时的Vbe、Vce、VD、iL、iC、iD等波形，并与理论上的正确波形相比较。
3．根据不同的L值，按所测的D，VO值计算出M值，列出表格，并画出曲线。连续工作状态时的直流电压增益表达式为M=D/（1-D），请在同一图上画出该曲线，并在图上注明连续工作与断续工作区间。
4．试对Buck-Boost变换器的优缺点作一评述。 5．试说明输入、输出滤波器在该变换中起何作用？ 6．实验的收获、体会与改进意见。
六．思考题
试分析连续工作状态时，输出电压VO由哪个参数决定？当断续工作状态时，VO又由哪些参数决定？