四川大学电力电子实验报告3.doc

目 录

实验基本内容 1
一．实验名称 1
二．实验内容 1
实验条件 1
一． 主要设备仪器 1
二．小组人员分工 2
实验过程描述 3
实验记录及数据处理 6
Multisim仿真 6
误差分析 7
心得体会 7

附：实验原始数据记录单
实验基本内容
一．实验名称
半桥型开关稳压电源的性能研究
二．实验内容
1.熟悉PWM专用芯片SG3525的基本功能和应用特色，测试其典型功能端波形；
2.测试和分析半桥型开关电源在开环和闭环两种模式下的输出性能

实验条件
一． 主要设备仪器
1. 电力电子及电气传动教学实验台

名称——电力电子及电气传动教学实验台 
型号——MCL-III型 
包括：降压变压器、MCL-35、两组晶闸管阵列，电力二极管阵列，大功率滑动变阻器，可调电感、导线若干。 
厂商——浙江大学求是公司

2. Tektronix示波器

名称——Tektronix示波器
型号——TDS2012 
主要参数——带宽：100MHz 
最高采样频率：1GS/s 
记录长度：2.5K

3. 数字万用表

名称——数字万用表 
型号——GDM-8145

二．小组人员分工
实验操作分工
数据记录及计算
赵莉
实验拍照
苏芬
调整控制仪器
唐红川 陈可
仪器接线
陈可 苏芬
监督及全局调控
唐红川 赵莉

实验报告分工
Matlab 拟合及相关分析
唐红川
实验过程描述
苏芬
实验基本内容及条件
陈可
实验讨论及评估、排版整合
赵莉
实验数据处理
唐红川
心得体会
赵莉 陈可 唐红川 苏芬

实验过程描述
i. PWM控制芯片SG3525的特性测试
连接：选择SG3525工作于“半桥电源”模式，短接误差调节器PI参数反馈端（屏蔽PI调节）。
测试：接通SG3525工作电源。用示波器分别观察锯齿波振荡器观测点和A（或B）路PWM信号的波形，并记录波形的频率和幅值，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其占空比可调范围(最大、最小占空比)。
最大占空比
最小占空比

连接：断开SG3525工作电源，将光电藕输出信号端与半桥电路中的Power-MOSFET管正确相连。
测试：再次接通接通SG3525工作电源，观察Power-MOSFET管VT1的栅极G和源极S间的电压波形，记录波形周期宽度T、幅值UGS及上升tr、下降时间tf。

T
UGS
tr
tf
68.56us
13.2v
1.141us
5.541us

ii. 构成开环电压系统向负载供电
连接：确认主电路和控制电路的电源开关处于断开状态，将“主电源1”的输出端链接至半桥电路的输入端连接半桥输出负载R1+R2（负载电阻约为3+30Ω）。
测试：分别接通主电路和控制电路的电源，调节“脉冲宽度调节”电位器，在不同占空比情况下，记录占空比和输出电源电压uo大小（不低于8组数据）。
组
数
参
数

1
2
3
4
5
6
7
8
占空比
0.39
0.36
0.31
0.29
0.24
0.19
0.13
0.09
U0(V)
12.0558
12.037
11.677
10.273
9.480
7.691
6.453
4.115

iii. 构成闭环电源系统，测试稳压性能
连接：开放误差调节器PI参数反馈端，从“半桥型开关稳压电源”输出端“13”取电压反馈信号连至SG3525的反馈输入“2”端，并将“半桥型稳压电源”的“9”端和“PWM波形发生”的地端相连（共地）。
测试：连接半桥输出端的3Ω负载电阻（R1），调节PWM占空比使电源输出端电压u0为5V——作为输出标准值；然后将负载电阻改变至33Ω（R1+R2），测量输出电压u0的值，计算负载阻抗变化约十倍时的负载调整率（抗负载变化的电压稳定能力）：

断开输出端“13”电压反馈信号，重新屏蔽误差调节器反馈输入端，回复到开环状态，重复上述3Ω和33Ω不同负载时“5V”输出电压的负载调整率。与闭环系统的结果进行比较。

闭环
开环

Uo/V
负载调整率
Uo/V
负载调整率
轻载（3）
5
2.0%
5
73.5%
重载（33）
5.101
8.674

实验数据处理

误差分析
误差分析：
仪器仪表本身存在的必然误差、实验元件不标准带来的固有误差：
运用示波器根据波形，读取占空比、周期等时读数会带来较大误差：
用万用表测量输出电压带来的误差：
调节占空比使输出电压为5V来作为输出标准值时，万用表本身精确度限制带来的误差将使标准值也有误差。
实验操作不当也可能带来误差；
数据组数较少，偶然误差较大，而且在数据处理时保留小数不当等也可能带来较大误差。
用matlab进行曲线拟合时，拟合式子阶数选择不当也会带来误差。

心得体会

这次的电力电子技术实验是我们本学期的第三次实验，我们在肖老师的指导下和全组同学的相互合作中顺利完成，并在实验后，认真高效地完成了实验报告。整个过程中，我们不仅动手认真操作实验，还动脑思考实验，运用所学的软件呈现出实验的数据和结果，比如用MATLAB软件来处理数据，用excel表格、word文档来作报告等，可以说，整个过程都在充分地学习，学习如何实验，学习如何联系理论与实验，学习如何在实验中思考，学习相关数学工具，学习如何准确地呈现结果，所以说，这次实验对我们来说，是一次极大的收获，同时提升了我们的能力。
相比于上次实验，我们小组在实验前做了更加充分的预习准备，对实验原理和实验内容都有了较为透彻的了解，对实验中可能遇到的一些问题也制定了相应的解决方案，小组中同学间的合作也更有默契，所以我们很快地完成了本次实验，这都要归功于我们的肖勇老师，是肖勇老师让我们明白了实验前预习的重要性，我们小组也通过这次实验收到了立竿见影的效果。 
在本次实验中有以下几点需要注意：双踪示波器有两个探头，可同时测量两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将示波器两个探头的地线接于此处，两个探头的信号端接两个被测信号。  
特别感谢肖勇老师在实验过程的指导和独特理念的传授，让我们受益匪浅。  

实验数据原始记录单

实验小组成员：赵 莉（学号2013141501064）
陈 可（学号2013141503050）
苏 芬（学号2013141501123）
唐红川（学号2013141411287）
2015.12.29