一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置

1.本发明涉及教学设备技术领域，更具体地，涉及一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置。


背景技术：

2.在电力电子技术教学场景中，降压斩波电路（ buck 电路）、升压斩波电路（ boost 电路）以及升降压斩波电路（ buck-boost 电路）都是学生需要掌握的基本电力变换电路。三种电路的基本原理结构如图 1~图 3 所示。
3.为了实现这些电路的实验操作演示过程，相关科教仪器设备公司设计了一些实验电路。但是设计的实验电路，一般是基于 pwm 芯片 sg3525 等的模拟控制电路，而且 buck 电路、boost 电路、buck-boost 等各个电路各自独立控制，因此整个实验装置体积比较大，同时实验电路要运行还需要输入电源、控制电源、负载等，使得实验电路比较复杂。另外，这些实验装置，其器件和电路往往置于箱子之中，学生能够看到的只是电路图，学生对实际电路缺乏直观感性认识。
4.目前，基于单片机、fpga、dsp 等数字电路控制是电力电子电路控制的发展趋势，提高学生的动手能力、创新能力，提高课程的高阶性等是新的课堂教学质量要求；而线上线下混合式教学、理实一体化教学、综合性创新实验等是实现这些新要求的有效手段。这就需要开发一种能够实现数字控制的、便携的、紧凑的、多电路复合的、直观的实验装置。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，其能够实现数字控制、具有便携性、电路结构紧凑、多电路复合且可灵活转换、教学演示直观的优点。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，包括电源电路、数字驱动电路和主电路，所述电源电路连接外部电源输入，用于为数字驱动电路供电；所述数字驱动电路连接外部信号源输入，用于为主电路提供降压、升压或升降压功能对应的驱动信号；所述主电路包括转换开关以及降压、升压、升降压复合斩波电路，主电路用于根据转换开关的通道选择状态进行降压、升压、升降压斩波电路之间的切换，还用于根据驱动信号运行对应功能的斩波电路。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
8.优选的，在所述主电路中，所述转换开关包括选择开关s1~s6，所述选择开关s1~s6各设有两个可选档位；所述降压、升压、升降压复合斩波电路包括可控开关管q1、可控开关管q2、电感l1、第一整流单元d1/d2、第二整流单元d3/d4、第三整流单元d5/d6和储能电容
ce3/ce4；电源输入端正极依次串联电感l1、选择开关s2的升压档位、正偏的第二整流单元d3/d4、储能电容ce3/ce4、选择开关s5的升压/降压档位、可控开关管q2后接地，电源输入端负极接地，储能电容ce3/ce4的两端作为电压输出端；选择开关s2的降压/升降压档位将第二整流单元d3/d4两端短接，选择开关s5的升降压档位悬空，所述选择开关s6的升压档位将可控开关管q2的电流通道两端短接，选择开关s6的降压/升降压档位悬空，可控开关管q2的控制端连接数字驱动电路输出的降压/升降压驱动信号；选择开关s1的升降压档位一端连接电源输入端正极、其另一端连接反偏的第一整流单元d1/d2，第一整流单元d1/d2的阳极连接储能电容ce3/ce4与选择开关s5的公共端；第三整流单元d5/d6反偏设置，第三整流单元d5/d6的阴极连接电源输入端正极、其阳极串联选择开关s4的降压档位后连接可控开关管q2与选择开关s5的公共端，选择开关s4的升压/升降压档位悬空；可控开关管q1的控制端连接数字驱动电路输出的升压驱动信号，可控开关管q1的电流输入端连接电感l1与选择开关s2的公共端、可控开关管q1的电流输出端连接可控开关管q2与选择开关s5的公共端；所述选择开关s3的升降压档位将可控开关管q1的电流通道两端短接，选择开关s3的升压/降压档位悬空。
9.优选的，可控开关管q1的控制端设有下拉电阻r2；可控开关管q2的控制端设有下拉电阻r1。
10.优选的，所述降压、升压、升降压复合斩波电路还包括滤波电容ce1/ce2，所述滤波电容ce1/ce2与电源输入端并联。
11.优选的，电源电路包括级联的第一级转换电路和第二级转换电路，所述第一级转换电路用于将电源输入端引入的外部直流电转化为第一级转换电压，所述第二级转换电路用于将所述第一级转换电压转化为第二级转换电压。
12.优选的，所述第一级转换电路包括电源管理芯片u1、电感l2、整流管d7、滤波电容ce5、电容c7和电阻r15~r16，所述电源管理芯片u1的输入端连接装置的电源输入端，电源管理芯片u1的接地端接地，电源管理芯片u1的输出端串联电感l2，电感l2上背离电源管理芯片u1的一端作为第一级转换电压输出端；第一级转换电压输出端通过并联的电阻r15和电容c7连接电源管理芯片u1的电压反馈端，电源管理芯片u1的电压反馈端还通过下拉电阻r16接地；第一级转换电压输出端通过反偏设置的整流管d7接地，第一级转换电压输出端还通过滤波电容ce5接地。
13.优选的，所述第二级转换电路包括稳压芯片u2和电容c8，所述稳压芯片u2的输入端连接所述第一级转换电路的第一级转换电压输出端，稳压芯片u2的接地端接地，稳压芯片u2的输出端通过电容c8接地，稳压芯片u2的输出端输出第二级转换电压。
14.优选的，所述数字驱动电路包括两条对称的隔离驱动电路，其中一路隔离驱动电路用于将外部输入的升压控制信号转换为升压驱动信号，另一路隔离驱动电路用于将外部输入的降压/升降压控制信号转换为降压/升降压驱动信号。
15.优选的，所述隔离驱动电路包括电阻r3~r8、光耦op1、电容c1~c3和可控开关管q3~q5,电阻r3、电阻r5和电阻r8串联，电阻r3上背离电阻r5的一端连接电源电路输出的第一级转换电压，电阻r8背离电阻r5的一端连接可控开关管q5的控制端，可控开关管q5的电流输入端串联电阻r7和电阻r4后连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q5的电流输
出端接地，电容c3与电阻r8并联；所述光耦op1的初级连接外部信号源引入的升压控制pwm信号，光耦op1的初级电流输入端还串联电阻r6，光耦op1的电源输入端连接电源电路输出的第二级转换电压、还连接电阻r3和电阻r5的公共端，光耦op1的电源输入端还通过电容c1接地，光耦op1的接地端接地，光耦op1的输出端连接电阻r5和电阻r8的公共端；可控开关管q3的电流输入端连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q4与可控开关管q3串联，可控开关管q4的电流输出端接地，可控开关管q3与可控开关管q4的控制端共同连接可控开关管q5与电阻r7的公共端，电容c2的一端连接电阻r4与电阻r7的公共端、电容c2的另一端连接可控开关管q3与可控开关管q4的公共端，可控开关管q3与可控开关管q4的公共端作为升压驱动信号的输出端，用于输出升压驱动pwm信号。
16.优选的，所述隔离驱动电路包括电阻r9~r14、光耦op2、电容c4~c6和可控开关管q6~q8,电阻r9、电阻r11和电阻r12串联，电阻r9上背离电阻r11的一端连接电源电路输出的第一级转换电压，电阻r12背离电阻r11的一端连接可控开关管q8的控制端，可控开关管q8的电流输入端串联电阻r14和电阻r10后连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q8的电流输出端接地，电容c5与电阻r12并联；所述光耦op2的初级连接外部信号源引入的降压/升降压控制pwm信号，光耦op2的初级电流输入端还串联电阻r13，光耦op2的电源输入端连接电源电路输出的第二级转换电压、还连接电阻r9和电阻r11的公共端，光耦op2的电源输入端还通过电容c4接地，光耦op2的接地端接地，光耦op2的输出端连接电阻r11和电阻r12的公共端；可控开关管q6的电流输入端连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q7与可控开关管q6串联，可控开关管q7的电流输出端接地，可控开关管q6与可控开关管q7的控制端共同连接可控开关管q8与电阻r14的公共端，电容c6的一端连接电阻r10与电阻r14的公共端、电容c6的另一端连接可控开关管q6与可控开关管q7的公共端，可控开关管q6与可控开关管q7的公共端作为降压/升降压驱动信号的输出端，用于输出降压/升降压驱动pwm信号。
17.本发明的有益效果是：本发明提供的一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，通过电源电路输出转换后的直流电为数字驱动电路提供工作电源，数字驱动电源将外部信号源输入的降压、升压或升降压控制信号转换为对应功能的数字驱动信号，再配合各个转换开关的通道选择状态，以驱动降压、升压、升降压复合斩波电路灵活实现三种电压转换功能的切换。该装置实现了在一个复合电路上实现多种电路功能、实现各个功能时达到了较高的元器件复用率，且电路结构简单、操作简便、装置体积较小。在用于教学演示场景时能更加直观地展示电路工作原理，也便于学生随身携带，满足自主开发实验、创新性实验的需要。
附图说明
18.图1为现有技术的buck降压斩波电路原理图；图2为现有技术的boost升压斩波电路原理图；图3为现有技术的buck-boost升降压斩波电路原理图；图4为本发明装置的三维结构示意图；
图5为本发明装置的应用场景示意图；图6为本发明装置的系统组成结构框图；图7为本发明装置的主电路拓扑结构示意图；图8为本发明装置的电源电路拓扑结构示意图；图9为本发明装置的数字驱动电路拓扑结构示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
20.如图6的系统组成结构框图所示，本实施例提供的一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，包括电源电路、数字驱动电路和主电路，其中：所述电源电路连接外部电源输入，用于为数字驱动电路供电；例如，为数字驱动电路的内部芯片提供工作电源、为各开关管提供驱动电源等；所述数字驱动电路连接外部信号源输入，用于为主电路提供降压、升压或升降压功能对应的驱动信号；所述主电路包括转换开关以及降压、升压、升降压复合斩波电路，主电路用于根据转换开关的通道选择状态进行降压、升压、升降压斩波电路之间的切换，还用于根据驱动信号运行对应功能的斩波电路。
21.可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本实施例提供了一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，如图4所示为本实施例提供的兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置的整体结构示意图，图5所示为该装置的应用场景示意图。图4中 in+和 in-为直流电源输入端，用于在工作时连接外部电源输入；vo+和 vo-为直流电压输出端，用于输出经主电路转换后的电压，需要注意的是，在本装置的工作过程中，vo+和 vo-需外接一个负载电阻。图4中，bb_bu+和 bb_bb-为 buck 电 路和 buck-boost 电路模式时的 pwm 控制信号输入端；bo+和 bo-为 boost 电路模式时的 pwm 控制信号输入端；q1 和 q2 是斩波电路主开关器件，例如mosfet。通过转换开关（例如拨码开关）选择 q2 可实现 buck 电路模式和 boost 电路模式；选择 q1 可实现 buck-boost 电路模式；同时选择 q1 和 q2 可实现不同步 buck 电路工作模式。通过图4可以看到，本实施例将电源电路、数字驱动电路和主电路集成到一个小型的电路板上，例如所有电路置于一个 100mm
×
80mm 的电路板上，通过各个转换开关的档位转换可以方便地在 buck 电路、boost 电路、buck-boost 电路这三种电路之间切换。
22.如图6所示，电路工作只需要一路直流输入电压，该直流输入电压既可以作为主电路的电源电压，也可经过板上电源电路的变换作为数字驱动电路中芯片的供电电源，非常简便。如图5的本装置应用场景图所示，数字驱动电路的控制信号可通过外部信号源的数字控制电路供给，本装置的数字驱动电路既支持单片机的 5v pwm 电压信号，也支持 dsp 和 fpga 的 3.3v pwm 电压信号，通用性强。如图5所示，本实施例中通过数字控制器 arduino 的 11 号 pwm 端口产生 pwm 控制信号，实现对斩波电路板 buck 模式下的 pwm 斩波控制。当然，在进行其他模式，例如boost升压模式的控制时，也可通过将数字控制器 arduino 的pwm端口连接本装置电路板的bo+和 bo-端口，以输出对应的pwm控制信号，以驱动本装置
实现对主电路的boost模式下的 pwm 斩波控制。整个实验只需要一台电脑（用于 arduion 编程及 usb 供电）、一个直流电源和一个负载电阻就可完成。通过电脑结合 arduino 等数字控制器编程可灵活地实现各种控制方法，验证各种控制参数对电路特性的影响。本装置整个电路小巧便携，非常适合于课程的理实一体化教学、随堂实验等，也便于学生随身携带，满足自主开发实验、创新性实验的需要。
23.在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。
24.如图7所示为本装置主电路的其中一个优选实施例。如图7所示，在所述主电路中，所述转换开关包括选择开关s1~s6，所述选择开关s1~s6各设有两个可选档位；本实施例的选择开关s1~s6可优选使用两档位的拨码开关，例如型号ss-12f23。所述降压、升压、升降压复合斩波电路包括可控开关管q1、可控开关管q2、电感l1、第一整流单元d1/d2、第二整流单元d3/d4、第三整流单元d5/d6和储能电容ce3/ce4。值得说明的是，本实施例中，可控开关管q1~q2可优选采用mosfet。第一整流单元d1/d2可以是单个的整流管d1，也可以是单个的整流管d2，还可以是整流管d1和整流管d2并联。同理的，第二整流单元d3/d4可以是单个的整流管d3，也可以是单个的整流管d4，还可以是整流管d3和整流管d4并联；第三整流单元d5/d6可以是单个的整流管d5，也可以是单个的整流管d6，还可以是整流管d5和整流管d6并联。在主电路中，第一整流单元d1/d2、第二整流单元d3/d4和第三整流单元d5/d6通过采用多个整流管并联的方式，为电路的冗余设计，可在各整流单元中某一个整流管失效后依然能完成电路的基本功能。储能电容ce3/ce4在主电路中主要的作用是稳定主电路电压输出端的电压，减少输出电压脉动；仅采用单个的储能电容ce3或储能电容ce4也可实现预期功能；本实施例采用储能电容ce3和储能电容ce4并联的方式，可增强主电路输出电压的稳定性。
25.如图7所示，电源输入端通过插接端子jp1与外部输入的直流电源连接。电源输入端正极依次串联电感l1、选择开关s2的升压档位、正偏的第二整流单元d3/d4、储能电容ce3/ce4、选择开关s5的升压/降压档位、可控开关管q2后接地，电源输入端负极接地，储能电容ce3/ce4的两端作为电压输出端，通过插接端子jp2输出经主电路转换后的电压；选择开关s2的降压/升降压档位将第二整流单元d3/d4两端短接，选择开关s5的升降压档位悬空，所述选择开关s6的升压档位将可控开关管q2的电流通道两端短接，选择开关s6的降压/升降压档位悬空，可控开关管q2的控制端连接数字驱动电路输出的降压/升降压驱动信号；选择开关s1的升降压档位一端连接电源输入端正极、其另一端连接反偏的第一整流单元d1/d2，第一整流单元d1/d2的阳极连接储能电容ce3/ce4与选择开关s5的公共端；第三整流单元d5/d6反偏设置，第三整流单元d5/d6的阴极连接电源输入端正极、其阳极串联选择开关s4的降压档位后连接可控开关管q2与选择开关s5的公共端，选择开关s4的升压/升降压档位悬空；可控开关管q1的控制端连接数字驱动电路输出的升压驱动信号，可控开关管q1的电流输入端连接电感l1与选择开关s2的公共端、可控开关管q1的电流输出端连接可控开关管q2与选择开关s5的公共端；所述选择开关s3的升降压档位将可控开关管q1的电流通道两端短接，选择开关s3的升压/降压档位悬空。
26.可以理解的是，在主电路中，在电压输出端通过插接端子jp2接好负载电阻后，确定需要主电路实现的功能然后将选择开关s1~s6置于预期功能的档位，通过插接端子jp1接好外部电源输入，通过数字驱动电路输出对应功能的驱动信号到主电路，主电路即可实现预期的电压转换功能。通过转换开关选择可控开关管q2可实现buck电路模式和boost电路
模式；选择可控开关管q1可实现buck-boost电路模式；同时选择可控开关管q1和可控开关管q2可实现不同步buck电路工作模式。具体操作时，将选择开关s1~s6置于预期功能的档位，如图7所示的bu、bo、bb档位。其中，bu代表buck降压功能对应的档位，bo代表boost升压功能对应的档位，bb代表buck-boost升降压功能对应的档位。由于本实施例中各个选择开关s1~s6的档位为两个，因此存在两个电路功能对应同一个档位的情况，但是通过全部选择开关的档位组合，可使主电路仅开通其中一个功能需使用的电路通道，以实现单一的电压转换功能。例如，当选择开关s1~s6全部置于bu档时，主电路可等效于图1所示的buck降压斩波电路；当选择开关s1~s6全部置于bo档时，主电路可等效于图2所示的boost升压斩波电路；当选择开关s1~s6全部置于bb档时，主电路可等效于图3所示的buck-boost升降压斩波电路。
27.本实施例中，可控开关管q1的控制端设有下拉电阻r2；可控开关管q2的控制端设有下拉电阻r1。下拉电阻r1和下拉电阻r2可使可控开关管q2的控制端和可控开关管q1的控制端电压更加稳定，当没有输入信号时,使控制端处于稳定电平状态,确保可控开关管截止，防止杂波干扰导致的误导通。
28.本实施例中，所述降压、升压、升降压复合斩波电路还包括滤波电容ce1/ce2，所述滤波电容ce1/ce2与电源输入端并联，用于滤除电源输入端的杂波，使后级电路运行更加稳定。
29.作为其中一个优选的实施例，如图6及图8所示，电源电路包括级联的第一级转换电路和第二级转换电路，所述第一级转换电路用于将电源输入端引入的外部直流电转化为第一级转换电压，例如+12v，所述第二级转换电路用于将所述第一级转换电压转化为第二级转换电压，例如+5v。第一级转换电路主要用于驱动数字驱动电路中的各个开关管，第二级转换电压则主要用于为数字驱动电路中的各个芯片提供工作电压。
30.如图8所示，所述第一级转换电路包括电源管理芯片u1、电感l2、整流管d7、滤波电容ce5、电容c7和电阻r15~r16，所述电源管理芯片u1的输入端连接装置的电源输入端，电源管理芯片u1的接地端接地，电源管理芯片u1的输出端串联电感l2，电感l2上背离电源管理芯片u1的一端作为第一级转换电压输出端；第一级转换电压输出端通过并联的电阻r15和电容c7连接电源管理芯片u1的电压反馈端，电源管理芯片u1的电压反馈端还通过下拉电阻r16接地；第一级转换电压输出端通过反偏设置的整流管d7接地，第一级转换电压输出端还通过滤波电容ce5接地。
31.可以理解的是，第一级转换电路中，将电源输入端输入的宽压直流电转换为稳定的+12v电压输出，电阻r15和电阻r16串联组成分压电阻，用于将转换后的输出电压进行采样并输送给电源管理芯片u1的电压反馈端，实现对输出电压的监控；电容c7对采样电压进行滤波，使采样的电更加准确与稳定；滤波电容ce5用于对输出的第一级转换电压进行滤波，使第一级转换电路的输出更加稳定。
32.如图8所示，所述第二级转换电路包括稳压芯片u2和电容c8，所述稳压芯片u2的输入端连接所述第一级转换电路的第一级转换电压输出端，稳压芯片u2的接地端接地，稳压芯片u2的输出端通过电容c8接地，稳压芯片u2的输出端输出第二级转换电压。
33.可以理解的是，稳压芯片u2将前一级输出的第一级转换电压（例如+12v电压）进行稳压以及转换后，输出稳定的第二级转换电压（例如+5v）。在这个过程中，电容c8为稳压芯
片u2的输出电压进行滤波，使得输出的第二级转换电压更加稳定。
34.如图9所示，所述数字驱动电路包括两条对称的隔离驱动电路，其中一路隔离驱动电路用于将外部输入的升压控制信号转换为升压驱动信号，另一路隔离驱动电路用于将外部输入的降压/升降压控制信号转换为降压/升降压驱动信号。
35.可以理解的是，两路隔离驱动电路均通过设置在装置上的信号输入端jp3接收外部信号源输入的数字控制信号，例如pwm控制信号。其中一路隔离驱动电路将数字控制信号进行隔离后转化为数字驱动信号，用于驱动主电路中的可控开关管q1，另一路隔离驱动电路将数字控制信号进行隔离后转化为数字驱动信号，用于驱动主电路中的可控开关管q2。如图9所示，装置的信号输入端jp3包括两组pwm控制信号通道，两组通道与两路隔离驱动电路一一对应连接，以分别接收外部信号源的pwm控制信号，两组通道以及两路隔离驱动电路互不干扰。
36.更具体的，如图9所示，其中一路所述隔离驱动电路包括电阻r3~r8、光耦op1、电容c1~c3和可控开关管q3~q5,电阻r3、电阻r5和电阻r8串联，电阻r3上背离电阻r5的一端连接电源电路输出的第一级转换电压+12v，电阻r8背离电阻r5的一端连接可控开关管q5的控制端，可控开关管q5的电流输入端串联电阻r7和电阻r4后连接电源电路输出的第一级转换电压+12v，可控开关管q5的电流输出端接地，电容c3与电阻r8并联；所述光耦op1的初级连接外部信号源引入的升压控制pwm信号，光耦op1的初级电流输入端还串联电阻r6，光耦op1的电源输入端连接电源电路输出的第二级转换电压+5v、还连接电阻r3和电阻r5的公共端，光耦op1的电源输入端还通过电容c1接地，光耦op1的接地端接地，光耦op1的输出端连接电阻r5和电阻r8的公共端；可控开关管q3的电流输入端连接电源电路输出的第一级转换电压+12v，可控开关管q4与可控开关管q3串联，可控开关管q4的电流输出端接地，可控开关管q3与可控开关管q4的控制端共同连接可控开关管q5与电阻r7的公共端，电容c2的一端连接电阻r4与电阻r7的公共端、电容c2的另一端连接可控开关管q3与可控开关管q4的公共端，可控开关管q3与可控开关管q4的公共端作为升压驱动信号的输出端，用于向可控开关管q1输出升压驱动pwm信号。
37.该路隔离驱动电路在工作过程中，电源电路输出的第二级转换电压+5v为光耦op1提供工作电源，同时为了增加光耦op1的供电稳定性，电源电路输出的第一级转换电压+12v经过电阻r3和电阻r5组成的分压电阻为光耦op1提供工作电源。因此，本实施例中光耦op1具有双电源供电，并且设有电容c1为其电源输入端滤波，使光耦op1运行更加稳定。光耦op1的初级接入外部信号源提供的pwm控制信号，光耦op1的次级通过光电感应将其转换为开关控制信号、通过电阻r8和电容c3并联组成的滤波电路后输出到可控开关管q5的控制端，以控制可控开关管q5的通断。可控开关管q5的电流输入端通过串联的电阻r4和电阻r7连接到电源电路输出的第一级转换电压+12v，同时电阻r4和电阻r7将第一级转换电压+12v进行降压后，为可控开关管q3和可控开关管q4的控制端提供控制信号；由于可控开关管q5的电流输入端连接到可控开关管q3和可控开关管q4的控制端，当可控开关管q5截止时，可控开关管q3和可控开关管q4导通，可控开关管q3和可控开关管q4之间的升压驱动信号输出端输出高电平；当光耦op1的次级控制可控开关管q5导通时，可控开关管q5拉低可控开关管q3和可控开关管q4的控制端电压，使可控开关管q3和可控开关管q4截止，此时可控开关管q3和可
控开关管q4截止，可控开关管q3和可控开关管q4之间的升压驱动信号输出端输出低电平。外部信号源通过光耦op1控制可控开关管q5交替导通、截止，因此可控开关管q3和可控开关管q4之间的升压驱动信号输出端对应输出交替变化的低电平与高电平，形成升压驱动pwm信号。通过调整外部信号源pwm控制信号的导通频率以及占空比，可调节本路隔离驱动电路输出的升压驱动pwm信号的频率以及占空比。
38.同理的，另外一路隔离驱动电路的电路结构与上述的隔离驱动电路完全对称。具体的，此路所述隔离驱动电路包括电阻r9~r14、光耦op2、电容c4~c6和可控开关管q6~q8,电阻r9、电阻r11和电阻r12串联，电阻r9上背离电阻r11的一端连接电源电路输出的第一级转换电压，电阻r12背离电阻r11的一端连接可控开关管q8的控制端，可控开关管q8的电流输入端串联电阻r14和电阻r10后连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q8的电流输出端接地，电容c5与电阻r12并联；所述光耦op2的初级连接外部信号源引入的降压/升降压控制pwm信号，光耦op2的初级电流输入端还串联电阻r13，光耦op2的电源输入端连接电源电路输出的第二级转换电压、还连接电阻r9和电阻r11的公共端，光耦op2的电源输入端还通过电容c4接地，光耦op2的接地端接地，光耦op2的输出端连接电阻r11和电阻r12的公共端；可控开关管q6的电流输入端连接电源电路输出的第一级转换电压，可控开关管q7与可控开关管q6串联，可控开关管q7的电流输出端接地，可控开关管q6与可控开关管q7的控制端共同连接可控开关管q8与电阻r14的公共端，电容c6的一端连接电阻r10与电阻r14的公共端、电容c6的另一端连接可控开关管q6与可控开关管q7的公共端，可控开关管q6与可控开关管q7的公共端作为降压/升降压驱动信号的输出端，用于向可控开关管q2输出降压/升降压驱动pwm信号。
39.同理的，此路隔离驱动电路接入外部信号源引入的降压/升降压控制pwm信号，同样是经过一个光耦的光电隔离后，驱动可控开关管组输出频率以及占空比可调的降压/升降压驱动pwm信号。由于两路隔离驱动电路的拓扑结构对称、工作原理雷同，此处不再赘述。
40.本发明提供的一种兼具降压、升压、升降压斩波电路的便携实验装置，通过电源电路输出转换后的直流电为数字驱动电路提供工作电源，数字驱动电源将外部信号源输入的降压、升压或升降压控制信号转换为对应功能的数字驱动信号，再配合各个转换开关的通道选择状态，以驱动降压、升压、升降压复合斩波电路灵活实现三种电压转换功能的切换。该装置实现了在一个复合电路上实现多种电路功能、实现各个功能时达到了较高的元器件复用率，且电路结构简单、操作简便、装置体积较小。在用于教学演示场景时能更加直观地展示电路工作原理，也便于学生随身携带，满足自主开发实验、创新性实验的需要。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。