取电阻R=10Ώ，则
。
占空比
，
。
所以
。
为了使电感电流变化接近线性变化，实际取电感的值可以取大一点，取L>1mH。
设计要求输出电压的脉率小于5%，取电压脉率为4%，则
实际取电容C的值应取得大一些，以使输出电压基本保持不变。
控制电路的各元件的参数如原理图所示（图7）。
如原理图所示连接电路，可产生PWM控制信号，脉宽调制范围为0～50%。
满足设计要求占空比15%～50%。
3系统仿真及结果分析
3.1建立仿真电路模型
在电力电子设计过程中利用MATLAB来进行仿真建模分析有很大的好处，它不但非常方便而且能够在很大程度范围内减少因设计问题而造成的浪费。
这里的仿真主要是运用MATLAB软件中的simulink工具。
先从simulink的元件库中找到需要用的元件，然后搭建相应的主电路，设置好参数后即可进行仿真。
在matlab中新建model文件,从simulinklibrary中加载构成仿真电路所需要的元器件，连接好的系统仿真电路图如图11所示。
图11系统仿真电路图
3.2设置仿真参数
按如下步骤设置仿真参数。
（1）直流电压源大小设置为150V，如图12所示。
图12直流电压源参数设置
（2）PWM控制信号设置，幅值为1，周期为0.000025s，占空比为50%，占空比根据需要调节，如图13所示。
图13PWM控制信号参数设置
（3）电感的值设置为0.84mH,如图14所示。
图14电感值设置
（4）电阻值设置为10Ώ，如图15所示。
图15电阻值设置
（5）电容值设置为0.18mF，如图16所示。
图16电容值设置
（6）示波器参数设置，如图17（a）（b）所示。
（a）
（b）
图17示波器参数设置
3.3仿真结果分析
在PWM控制信号设置为不同的占空比时，输出电压的大小也不同，通过示波器我们可以观察PWM波形
（a）,电感电压波形
（b），VD两端电压波形
（c），电感电流波形
（d），输出电压
（e）电流
（f）波形。
改变占空比a，则输出的波形也会改变，图18为占空比为50%时的仿真结果。
（a）
仿真波形
（b）
仿真波形
（c）
仿真波形
（d）
仿真波形
（e）
仿真波形
（f）
仿真波形
图18占空比为50%时仿真波形图
通过实际仿真可知，选取几个特定的占空比仿真，可得到输出电压的值及波形，可得如图18所示的类似波形，占空比为a，根据理论计算公式也可计算出输出电压
的理论值。
当a=5%,
的仿真值为8.43V，理论计算值
。
当a=15%,
的仿真值为24.49V，理论计算值
。
当a=25%,
的仿真值为38.6V，理论计算值
。
当a=40%,
的仿真值为59.12V，理论计算值
。
当a=50%,
的仿真值为74.13V，理论计算值
。
通过仿真可得，在当前设置的电阻电感电容值下，电感电流连续与断续的临界占空比为a=33.3%,其波形图如图19所示。
图19临界状态下
波形
对比仿真结果可知，测量值与理论值存在一定的误差，但误差允许范围内，所以仿真结果满足设计要求，即本系统满足设计要求。
3.4结论
综上所述，本设计可结合典型降压斩波电路，设计纯电阻负载斩波电路。
实际仿真结果表明，主电路，控制电路，驱动电路，保护电路设计均满足设计要求。
即输出负载功率为250W，占空比在5%～50%之间，输出电压脉率小于5%。
心得体会
电力电子技术课程设计是对电力电子技术的综合运用，在电力电子变换四大类型中，本次设计是直流-直流变换中直接直流变换降压斩波。
在本次降压斩波电路设计过程中，我认识到任何一个完整的电力电子系统必须包含主电路，控制电路，驱动电路，保护电路，检测电路。
通过对组电路的设计及参数确定我更加熟练地掌握了降压斩波电路的工作原理，通过对控电路的设计让我认识到，不同的类型的电力电子器件由于内部结构不同，其工作原理也不同。
保护电路是电力电子系统必不可少的部分。
通过这次对降压直流斩波电路的课程设计，巩固了理论知识。
在本次设计过程中运用到了两款专业软件AltiumDesigner和MATLAB，通过对个部分电路图的绘制，进一步掌握了运用AltiumDesigner绘制原理图的技巧。
通过运用MATLAB中Simulink组件可以建立系统仿真模型对电路系统进行实时仿真，用该软件对该电路进行分析，大大简化了计算和绘图步骤。
但在实际运用过程对其一些功能还是不很了解，因此在仿真过程中出现了一点小错误，通过进一步查阅资料解决了这一问题。
同时本次课程设计是以组为单位，在设计准备阶段共同收集资料，讨论设计方案，提高了本次设计的效率，也提高了自身的团队合作能力。
每一次课程设计报告书的撰写就是又一次提高个人专业素养的过程。
总之本次课程设计巩固了理论知识，拓展了课外知识和提高个人专业素养。
参考文献
[1]王兆安、黄俊.电力电子技术.北京：
机械工业出版社，2008
[2]王维平.现代电力电子技术及应用.南京：
东南大学出版社，1999
[3]叶斌.电力电子应用技术及装置.北京：
铁道出版社，1999
[4]马建国.孟宪元.电子设计自动化技术基础.清华大学出版社,2004
[5]马建国.电子系统设计.北京：
高等教育出版社,2004
[6]周克宁.电力电子技术[M].北京：
机械工业出版社，2004
附录一：
总电路图
附录二：
SG3525的引脚图及结构方框图
1）SG3525的引脚如图所示。
（1）反相输入端（引脚1）:
误差放大器的反相输入端，该误差放大器的增益标称值为80dB，其大小由反馈或输出负载而定，输出负载可以是纯电阻，也可以是电阻性元件和电容元件的组合。
该误差放大器的共模输入电压范围为1.5~5.2V。
此端通常接到与电源输出电压相连接的电阻分压器上。
负反馈控制时，将电源输出电压分压后与基准电压相比较。
（2）同相输入端（引脚2）:
此端通常接到基准电压引脚16的分压电阻上，取得2.5V的基准比较电压与引脚1的取样电压相比较。
（3）同步端（引脚3）:
为外同步用。
需要多个芯片同步工作时，每个芯片有各自的振荡频率，可以分别与它们的引脚4相副脚3相连，这时所有芯片的工作频率以最快的芯片工作频率同步;也可以使单个芯片以外部时钟频率工作。
图1SG3525的引脚及结构方框图
（4）同步输出端（引脚4）:
同步脉冲输出。
作为多个芯片同步工作时使用。
但几个芯片的工作频率不能相差太大，同步脉冲频率应比振荡频率低一些。
如不需多个芯片同步工作时，引脚3相副脚4悬空。
引脚4的输出频率为输出脉冲频率的2倍。
输出锯齿波的电压范围为0.6~3.5V。
（5）振荡电容端（引脚5）:
振荡电容一端接至引脚5，另一端直接接至地端。
其取值范围为0.001~0.1pF。
正常工作时，在研两端可以得到一个从0.6~3.5V变化的锯齿波。
（6）振荡电阻端（引脚6）:
振荡电阻一端接至引脚6，另一端直接接至地端。
RT的阻值决定了内部恒流值对研充电。
其取值范围为2~15Okn。
RT和研越大，充电时间越长;反之，则充电时间短。
（7）放电端（引脚7）:
Ct的放电由5、7两端的死区电阻决定。
把充电和放电回路分开，有利于通过死区电阻来调节死区时间，使死区时间调节范围更宽，其取值范围为0~500no放电电阻RD和乙越大，放电时间越长;反之，则放电时间短。
（8）软起动（引脚8）:
比较器的反相端，即软起动器控制端（引脚8），引脚8可外接软起动电容。
该电容由内部UREF的50pA恒流源充电。
（9）补偿端（引脚9）:
在误差放大器输出端引脚9与误差放大器反相输入端引脚1间接电阻与电容，构成PI调节器，补偿系统的幅频、相频响应特性。
补偿端工作电压范围为1.5~5.2V。
（10）封锁端（引脚10）:
引脚10为PWM锁存器的一个输入端，一般在该端接入过流检测信号。
过流检测信号维持时间长时，软起动引脚8接的电容C将被放电。
电路正常工作时，该端呈高电平，其电位高于锯齿波的峰值电位（3，30V）。
在电路异常时，只要引脚10的电压大于0.7V，三极管导通，反相端的电压将低于锯齿波的谷底电压（0.9V），使得输出PWM信号关闭，起到保护作用（输人高电平关闭信号）。
（11）脉冲输出端（引脚11、引脚14）:
输出末级采用推挽输出电路，驱动场效应功率管时关断速度更快。
引脚11相副脚14相位相差180。
，拉电流和灌电流峰值达200nA。
由于存在开闭滞后，使输出和吸收之间出现重叠导通。
在重叠处有一个电流尖脉冲，持续时间约为100ns。
可以在Uc处接一个约0.l件F的电容滤去电压尖峰。
（12）接地端（引脚12）:
该芯片上的所有电压都是相对于引脚12而言，既是功率地也是信号地。
在实际电路中，由于接入误差放大器反相输入端的反馈电压也是相对于引脚12而言，所以主回路和控制回路的接地端应相连。
（13）推挽输出电路电压输入端屿1脚13）:
作为推挽输出级的电压源，提高输出级输出功率。
可以和副脚15共用一个电源，也可用更高电压的电源，电压范围是18~34V。
（14）芯片电源端（引脚15）:
直流电源从引脚15引人分为两路:
一路作为内部逻辑和模拟电路的工作电压;另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生5.1V土1的内部基准电压。
如果该引脚电压低于门限电压（8V），该芯片内部电路锁定，停止工作（基准源及必要电路除外）使消耗的电流降至很小（约2mA）。
另外，该引脚电压最大不能超过35V，使用中应该用电容直接旁路到地端引脚12。
（15）基准电压端（引脚16）:
基准电压端引脚16的电压由内部控制在5.1V土1。
可以分压后作为误差放大器的参考电压。
2）SG3525脉宽调制器的特点。
（1）工作电压范围宽:
8~35V。
（2）5.1V士1%微调基准电源。
（3）振汤器上作频率泡围觅:
l00~400kHz。
（4）具有振荡器外部同步功能。
（5）死区时间可调。
（6）内置软起动电路。
（7）具有输入欠电压锁定功能。
（8）具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流啦电流）:
500mA（峰值）。
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