电力电子课设升降压仿真
buck-boost课程设计
湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课程设计课题名称Buck-Boost变换器设计专业班级学号姓名指导教师2013 年月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电力电子技术课程设计课题Buck-Boost变换器设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013年月日任务完成日期2013年月日目录第一章概述 (6)第二章Buck-Boost变换器设计总体思路 (7)2.1电路总设计思路 (7)2.2电路设计原理与框图 (7)第三章Buck-Boost主电路设计 (8)3.1 Buck-Boost主电路基本工作原理 (8)3.2主电路保护（过电压保护） (10)3.3 Buck-boost变换器元件参数 (11)3.3.1 占空比 (11)3.3.2滤波电感L (11)3.3.3滤波电容 (11)3.4 Buck-Boost仿真电路及结果 (12)3.4.1 Buck-Boost变换器仿真模型 (12)3.4.2不同占空比 的仿真结果 (13)第四章控制和驱动电路模块 (17)4.1SG3525脉冲调制器控制电路 (17)4.1.1 SG3525简介 (17)4.1.2 SG3525内部结构和工作特性 (17)4.2SG3525构成控制电路单元电路图 (20)4.3驱动电路设计 (20)第五章总体与体会 (21)第六章参考文献 (22)第七章附录 (23)第一章概述自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。
随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。
近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。
第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。
与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。
目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。
电力电子课程设计matlab仿真实验
一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计内容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。
仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。
②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
升压,降压,升降压斩波电路课程方案
题目：MOSFET升降压斩波电路设计一．课程设计的目的电力电子技术的课程设计是《电力电子技术》课程的一个重要的实践教案环节。
它与理论教案和实践教案相配合，可使我们在理论联系实际，综合分析，理论计算，归纳整理和实验研究方面得到综合训练和提高，从而培养学生独立解决实际问题的能力。
加深理解电力电子技术的课程内容，建立正确的设计思想，熟悉项目设计的顺序和方法，提高正确使用技术资料，标准，手册等的独立工作能力。
3.为后续课程的学习打下坚实的基础。
二．设计的技术数据及要求1、交流电源：单相220V；2、前级整流输出输电压： U d=50V～80V；3、输出功率：300W；4、开关频率5KHz；5、占空比10%~90%；6、输出电压脉率：小于10%。
三、设计内容及要求一．方案的论证及方案的选择；1.方案一：升降压斩波电路图原理图：升降压斩波电路的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压值，这种电源具有一个相对于输入电压公共端为负极性的输出电压。
升降压电路可以灵活的改变电压的高低，还可以改变电压的极性，因此常用于电池供电设备中产生负电源的设备和各种开关稳压器。
其原理图即为降压与升压斩波电路串联而成的。
一．MOSFET降压斩波电路图如下：图中L、R 为负载电机的等效电路，负载电压的平均值为，因此称为降压斩波电路。
若负载中L 值较少，或ton 较小，或E 较小，则在可控器件V 关断后，到了t2 时刻，负载电流已衰减至零会出现负载电流断续的情况。
下图中表明了电流连续和断续时的波形情况。
二．MOSFET降压斩波电路图如下：假设L值、C值很大MOSFET导通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压u o为恒值，记为U o。
设V通的时间为t o n，此阶段L上积蓄的能量为EI1t o n MOSFET关断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。
设V断的时间为t o f f，则此期间电感L释放能量为稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等<3-20）化简得：<3-21），输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。
电力电子升降压变换器课程设计.docx
1绪论《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力，使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。
通过设计能够使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
斩波电路 (DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类很多，包括 6 种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路， Cuk 斩波电路， Sepic 斩波电路， Zeta 斩波电路，前两种是最基本电路。
应用Matlab 的可视化仿真工具 Simulink 建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波 Boost—Buck 电路进行了较详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，又用 Matlab 对升压 -降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。
2升降压斩波电路的设计2.1 升降压斩波电路工作原理（1）V 通时，电源 E 经 V 向 L 供电使其贮能，此时电流为i1 。
同时， C 维持输出电压恒定并向负载R 供电。
（2）V 断时， L 的能量向负载释放，电流为i2 。
负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。
a)原理图b)波形图图（ 3）升压 /降压斩波电路的原理图及波形图数量关系：稳态时，一个周期T 内电感 L 两端电压 uL 对时间的积分为零，即：TuLdt当 V 处于通态时， u L E ；当 V 处于断态时， u Lu o ；于是：Et onU 0 toff所以输出电压为：U 0t on EtonEEt offTton1由此可见，改变导通占空比α，就能够控制斩波电路输出电压U 。
电力电子课设升降压仿真
指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学自动化学院电力电子技术课程设计报告设计题目：DC-DC升降压变换器设计与仿真研究单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间： 2012年6月重庆邮电大学自动化学院制目录一．文献综述 (4)二．设计目的和意义 (4)三．设计原理 (4)3.1降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理 (4)3.2升压斩波电路（Boost Chopper）工作原理 (8)3.3升降压斩波电路工作原理 (10)3.4 Cuk斩波电路的工作原理 (11)四．升降压斩波电路仿真步骤和结果分析 (12)4.1升降压斩波电路仿真步骤 (12)4.2 不同占空比的仿真结果 (13)4.3仿真结果分析和结论 (15)五． Cuk斩波电路仿真步骤和结果分析 (16)5.1升降压斩波电路仿真步骤 (16)5.2 不同占空比的仿真结果 (16)5.3仿真结果分析和结论 (18)六．一种新型的升降压变换器的简单概述 (19)6.1 变换器拓扑结构 (19)6.2 工作模式的分析 (19)七．设计的心得体会 (20)八．参考文献 (21)摘要直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。
应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck和Cuk电路进行了较详细的仿真分析。
本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路和Cuk斩波电路的工作原理，又用Matlab对升压-降压变换器和Cuk斩波电路进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。
升降压型电路仿真与分析
升降压型电路仿真与分析一、升压型电路升压型电路，也称为Boost型电路，可以将输入电压提升至所需的输出电压水平。
其基本原理是通过储能元件（如电感、电容等）的储能和释能过程，实现对输入电压的升压。
常见的升压型电路拓扑结构有Boost型、SEPIC型和Cuk型等。
其中，Boost型电路是最为常见的一种。
它由一个开关管、一个瞬态电容、一个电感和一个二极管组成。
开关管的通断控制决定了电容和电感在储能和释能的过程中的工作状态，从而实现对输入电压的升压。
在进行升压型电路的仿真与分析时，可以使用一些电路仿真软件，如LTspice、PSpice等。
仿真主要包括以下几个方面的内容：2.设置仿真参数：仿真参数包括仿真时间、仿真步长等。
根据需要设置仿真的时间范围和步长，以便获取准确的仿真结果。
3.设置输入信号：输入信号一般为直流电压或者正弦波等。
可以设置输入电压的大小和变化规律，如设置直流电压为12V，或者设置正弦波的频率和振幅等。
4.运行仿真：完成以上步骤后，点击运行仿真按钮，软件将进行仿真计算并生成仿真结果。
可以通过图形界面查看输出电压的波形和电流的变化规律等。
5.仿真结果分析：根据仿真结果进行分析和验证。
可以通过查看输出电压的稳定性、效率等参数来评估电路的性能。
二、降压型电路降压型电路，也称为Buck型电路，可以将输入电压降低至所需要的输出电压水平。
其基本原理是通过开关管的控制，使电感中的储能元件在储能和释能过程中输出所需的电压。
常见的降压型电路拓扑结构有Buck型、Buck-Boost型和SEPIC型等。
其中，Buck型电路是最为常见的一种。
它由一个开关管、一个电感、一个二极管和一个输出滤波电容组成。
开关管的通断控制决定了电感中的储能和反电动势的产生，从而实现对输入电压的降压。
与升压型电路类似，进行降压型电路的仿真与分析也可以使用相同的方法和软件。
具体步骤包括建立电路模型、设置仿真参数、设置输入信号、运行仿真以及仿真结果分析等。
《MATLAB工程应用》---升降压(Buck-Boost)变换器仿真
《MATLAB工程应用》升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景Buck-Boost变换器在目前的各类计算机等各类智能电子设备中广泛应用，其优点在于效率高，可以输出大电流，且静态电流小。
其高效节能的优点也带来了很大的收益，随着科技在进步，变换器技术也在进步。
二、原理分析BOOST电路中，主电路由开关管、二极管VD、储能滤波电感L 、输出滤波电容C等组成。
它是DC-DC变换器中最常用的电路’因为输出电压大于输入电压的非隔离型变压电路，所以又叫作升压型变换器。
其可看作是Buck变换器与Boost变换器串联而成。
Buck-Boost 型开关电源以其电路结构简洁，输入电压范围宽，可升降压，输入输出电压极性相反，被广泛应用于中小功率DC/DC变换场合。
电感影响输出纹波大小，电压的调整率。
电容起到滤波的作用，可根据输出脉动电压峰峰值来确定。
三、过程论述Simulink Library Browser先找出R、L、C并将R设为10Ω，L 设为133e-6H,C设为1.67e-3F。
其次Simulink Library Browser 中找到示波器scope，并设置为6个通道。
接着设置DC直流电源，设置电压为20V。
在Power electronics中找到Mosfet以及Diode 参数不动。
找到Pulse Generator及Multimeter将其与示波器连接。
最后找出powergui放入连线图，连线如图一。
四、结果分析仿真时间为0.1s，连线图如图一所示，波形图如图二所示。
图1 设计连线图图二波形图图四 C赋值图三 L赋值图五 R赋值五、课程设计总结通过这次课程设计，我学会了如何利用matlab实现各种实验仿真，熟练学会了升压降压变换器的原理，对我的专业知识有了很大提升。
在设计中，对RLC的值计算算是卡的比较久的但还是解决了。
参考文献［1］周建兴.MATLAB从入门到精通.北京：人民邮电出版社，2008［2］龚纯，王正林.MA TLAB最优化计算.北京：电子工业出版社, 2009.。
电力电子升降压课程设计
电力电子升降压课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子升降压电路的基本原理，掌握升降压电路的组成、工作过程及功能。
2. 学生能掌握升降压电路中关键元件的作用，了解其选型与应用方法。
3. 学生能了解电力电子器件的损耗与效率，理解升降压电路在实际应用中的优缺点。
技能目标：1. 学生能通过分析实际案例，设计简单的电力电子升降压电路，具备一定的电路分析与设计能力。
2. 学生能运用所学知识，正确选择升降压电路中的关键元件，并进行电路搭建与调试。
3. 学生能运用相关软件（如PSPICE、MATLAB等）对升降压电路进行仿真分析，提高电路设计效率。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电力电子升降压电路，培养对电力电子技术的兴趣，增强对新能源、节能环保等领域的认识。
2. 学生能认识到电力电子技术在实际生活中的广泛应用，提高将所学知识应用于实践的意识。
3. 学生在小组合作中，培养团队协作能力，学会分享、交流与表达，形成良好的学术氛围。
课程性质：本课程为电力电子技术领域的一门实践性较强的课程，旨在让学生掌握升降压电路的基本原理、分析与设计方法。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对电力电子技术有一定的了解，但可能对升降压电路的具体应用与设计较为陌生。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，通过实例分析、电路仿真等教学方法，引导学生掌握升降压电路的相关知识，提高学生的实际操作能力。
同时，注重培养学生的团队协作能力和学术素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 电力电子升降压电路基本原理- 升降压电路的定义、分类及应用场景- 升降压电路的工作原理及转换效率分析- 升降压电路关键元件（如二极管、晶体管、变压器等）的工作原理及选型2. 电力电子升降压电路分析与设计- 升降压电路的电路图分析，理解各部分功能及相互关系- 常用升降压电路拓扑结构及其优缺点对比- 电路仿真软件（如PSPICE、MATLAB等）的应用，进行升降压电路仿真分析- 升降压电路设计方法及步骤，包括元件选型、电路搭建与调试3. 实践操作与案例分析- 结合实际案例，分析升降压电路在实际应用中的问题及解决方案- 学生分组进行升降压电路设计与搭建，提高实际操作能力- 教学大纲安排：共8课时，其中基本原理2课时，分析与设计4课时，实践操作与案例分析2课时教学内容与教材关联性：本课程内容紧密围绕教材中关于电力电子升降压电路的相关章节，结合实际案例，确保学生能将所学知识应用于实践。
升压降压电路课程设计
升压降压电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解升压降压电路的基本原理和工作机制；2. 掌握升压降压电路中各个元件的作用和相互关系；3. 学会分析升压降压电路的性能特点和应用场景。
技能目标：1. 能够正确绘制升压降压电路图，并识别其中的关键元件；2. 能够运用相关公式和理论知识计算升压降压电路的主要参数；3. 能够通过实验操作，搭建简单的升压降压电路，并观察其工作状态。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生团队合作意识，学会在实验过程中相互交流、协作；3. 增强学生的环保意识，了解电子电路在实际应用中对环境的影响。
课程性质：本课程属于电子技术基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于初中年级，具备一定的物理知识和实验技能，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生通过实践发现和解决问题，提高学生的动手能力和创新思维。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍升压降压电路的基本原理，包括电压转换的物理过程；- 讲解升压电路和降压电路的区别与联系，分析其应用场景；- 深入解析升压降压电路中关键元件（如二极管、晶体管、电感、电容等）的作用和工作原理。
2. 实践操作：- 指导学生绘制升压降压电路图，认识并标记关键元件；- 安排实验，让学生动手搭建简单的升压降压电路，观察并记录实验数据；- 引导学生通过实验现象，分析电路性能，理解理论知识。
3. 教学大纲：- 第一课时：升压降压电路基本原理及元件介绍；- 第二课时：升压降压电路图绘制与分析；- 第三课时：实验操作，搭建升压降压电路，观察实验现象；- 第四课时：总结实验结果，讨论电路性能及改进方法。
教材章节关联：本教学内容与教材中“第二章 电子元器件及其应用”和“第三章 模拟电子电路”相关章节相呼应，为学生提供系统的升压降压电路知识体系。
电力电子技术-降压升压斩波电路仿真实验
直流－直流变换器(3)
电力电子电路的计算机仿真软件简介
z MATLAB是一种著名的科学计算软件
•适合于各个工程领域的分析设计和计算。 •近年来，广泛应用于系统仿真领域，成为大学教学和科学研究中 最常用而且必不可少的工具软件。
•在大学教学中，其应用大大提高了课程教学、解题作业和分析研 究的效率和质量。
将脉冲发生器输出驱动信号的频率改为原来的一半（20KHz）和二倍（ 80KHz），观测并估计两种条件下电压纹波的大小。
将脉冲发生器输出驱动信号的频率恢复为40KHz，将滤波电容值改为原 来的一般和二倍，观测并估计两种条件下电压纹波的大小。
结合实验结果说明开关频率和滤波参数变化对输出电压纹波的影响，并 用输出电压纹波的公式验证实验结果。
直流－直流变换器(3)
更改电阻参数，使负载电 流为1.1A，记录此时的波 形，并说明电感电流的特 点。 R=Uo/IR=110/1.1=100
电感电流最低点恰好为零 ，标明此时电感为使电流 连续所需的最小值。
直流－直流变换器(3)
3）观察占空比变化对输出电压的影响。 将电阻值恢复为10。更改脉冲发生器中的周期参数，在占空比为20％， 40％，60％，80％时，观察波形，估计输出电压的值，并计算在不同占空 比下的输出\输入电压比，说明占空比与变压比的关系。
电力电子技术 第11讲
3 直流－直流变换器（3）
直流－直流变换器(3)
本讲是 第3章 直流－直流变换器 的第3讲，上2讲的主要内容是： 3.1 降压斩波电路 3.2 升压斩波电路
本讲将介绍电力电子电路的计算机仿真软件，布置基本斩波电路 的仿真实验
仿真实验1 降压斩波电路 仿真实验2 升压斩波电路
结合实验结果说明开关频率和滤波参数变化对输出电压纹波的影响，并
直流升降压变换器设计与仿真
1 绪论电力电子学,又称功率电子学。
它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
为自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。
通过设计能够使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。
应用Multisim建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck 电路进行了较详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，又用Multisim对升压-降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。
2直流升降压斩波电路工作原理及输入输出关系2.1升降压斩波电路工作原理图2.1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper）原理图及波形图。
电路中电感L值很大，电容C值也很大。
因为要使得电感电流和电容电压基本为恒指。
a) 原理图b) 波形图图2.1 升压/降压斩波电路的原理图及波形图该电路的基本工作原理：当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其储存能量，此时电流为I1，方向如图1所示。
同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。
此后，使V关断，电感L中储存的能量向负载释放，电流为I 2，方向如图1所示。
可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。
稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式：1、保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t 不变，称为PWM 。
升、降压直流斩波电路及matlab仿真
目录绪论 (3)一．降压斩波电路 (6)二．直流斩波电路工作原理及输出输入关系 (12)三．D c／D C变换器的设计 (18)四．测试结果 (19)五．直流斩波电路的建模与仿真 (29)六．课设体会与总结 (30)七．参考文献 (31)绪论1. 电力电子技术的内容电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
电有直流(DC)和交流(AC)两大类。
前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。
实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变换。
变换器共有四种类型：交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。
直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。
这是与整流相反的变换，也称为逆变。
当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，称之为无源逆变。
交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。
其中：改变交流电压有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。
直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。
2. 电力电子技术的发展在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。
与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。
1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。
升降压型电路仿真与分析
升降压型电路仿真与分析（开关稳压电源）专业：自动化专业班级：13gb自动化1班学号:01310221Y11:徐又进目录一. 电路原理 (1)二. 仿真电路原理图 (1)三. 电感电流连续工作模式 (2)四. 电感电流断续工作模式 (3)五. 总结 ...................................................... 5 一•电路原理当可控开关IGBT处于通态时，电源Ui经TGBT向电感L供电使其储存能量，此时电流为订。
同时，电容C维持输岀电压基本恒左并向负载R供电。
此后，使IGBT关断，电感L中储存的能量向负载L释放，电流为i2。
负载电压极性为上正下负，与电源电压极性相反。
稳态时，一个周期T 电感L两端电压UL对时间积分为零。
当IGBT处于通态期间，UL=E：而当IGBT处于断态期间，UL=-UO0于是UiU=U°tw,所以输出电压为Uo/Ui=[D心・D)].(等式右边负号表示升降压型电路的输岀电压与输入电压极性相反，其电压值既可髙于其输入电压，也可低于其输入电压)该电路存在两种工作模式：电感电流连续工作模式、电感电流断续工作模式两种工作模式的临界条件：L/ (RTs) N (1-D) 2/2VI)升降斥(B uck-Boost)型电路原理图二•仿真电路原理图35OK Cancel Apply脉冲信号周期T=4c-5及占空比D=35%c»OLirce olock H-grarneters: HUise sj<e*ri€?r«3TorPu.lse Gene to.t orOut pkit puliSCiG ：:i-f Ct >= PhaseDelay) && Pulse is on YCt)= elseAmplii: udoYH)= oiid Pulse -type de-t ermines -the cojnpwt a-t ional -t echnique used.Time 一based is recoirunended for solver A while use with Sample —based is fixod巴七recoTniriended Dp solvor or o port ion of a variable st ep wii: h *for use discrest a n nodolwithin n using a variable st ep solver. Pa.r aiTLGt or sPulse type: I Tione basedTim.c (t); Use sijnxila± ioil ± imc Ajnplitude: Period <secs>:4e —5Pu.l se Width. (.% o£ period): Phase delay (secs):立］I nterpret vector parane+ers as 1—D OK ][Cancel Help Apply三•电感电流连续工作模式 1 •参数设置输入电压Ui=12VBlock Parameters: DC Voltage SourcelDC VoLt age Source (mask) (Link)Ideal DC volt age source ・ParametersAmplitude (V):U (RTs) 3 (I-D) 72电阻R=20Q 电容C=2.0e-7F 电感L=1.6e-3H幵关esn入味冲波影开关這电淪0开关醫两箱由FF IIS电G电冷iL3.电路分析1＞开关管S导通，输入电压等于电感两端电压，即Ui=UL,电感电流h逐渐上升，二极管VD处于截止。
电力电子技术建模与仿真升降压Cuk变换器
电力电子技术建模与仿真——升压、降压、升降压与Cuk 变换器Buck输出电压要求为15V ，输出电流为2A 。
假定输入电压为30V ，工作频率为10KHz 。
输出电压15V ，输出电流为2A ，则负载电阻为7.5Ω； 输入电压30V ，输出电压15V ，确定占空比Dc 为50%； 因此临界条件下电感H Ts R Dc Lc 410875.110000125.7)5.01(2)1(-⨯=⨯⨯-=-=Buck 仿真文件结构图Buck 电路临界连续工作模式开关器件、电感、负载的电压电流波形上图中第一个为MOSFET 的电压波形，紫线为电压波形；上图第二个为MOSFET 电流波形；上图第三个为电感的电压波形，第四个为电感的电流波形；第五个为负载电阻的电压波形，第六个为负载电阻的电流波形。
Boost要求输出电压为15V ，输出电流为2A 。
假定输入电压为7.5V ，工作频率为10KHz 。
输出电压15V ，输出电流2A ，则负载电阻为7.5Ω； 输出电压为15V ，输入电压为7.5V ，则占空比5.0155.71500=-=-=U Us U Dc ； 因此临界条件下的电感值 ：H Ts Dc Dc R Lc 5422106875.410)5.01(5.025.7)1(2--⨯=⨯-⨯⨯=-=Boost 仿真文件结构图Boost电路临界连续工作模式开关器件、电感、负载的电压电流波形上图中第一个为MOSFET的电压波形，紫线为电压波形；上图第二个为MOSFET电流波形；上图第三个为电感的电压波形，第四个为电感的电流波形；第五个为负载电阻的电压波形，第六个为负载电阻的电流波形。
Buck—Boost要求输出电压为15V，输出电流为2A。
假设输入电压为15V，因此电压增益为1，因此就有Dc1=Dc2，即占空比Dc=0.5。
输出电压15V ，输出电流2A ，则负载电阻为7.5Ω； Buck —Boost 电路临界连续模式的电感值为：H Ts Dc R Lc 54221075.810)5.01(25.7)1(2--⨯=⨯-=-=Buck —Boost 仿真结构图Buck —Boost 电路临界连续工作模式开关器件、电感、负载的电压电流波形上图中第一个为MOSFET的电压波形，紫线为电压波形；上图第二个为MOSFET电流波形；上图第三个为电感的电压波形，第四个为电感的电流波形；第五个为负载电阻的电压波形，第六个为负载电阻的电流波形。
DC升降压变换器的设计与仿真.doc
DC升降压变换器的设计与仿真. 1介绍电力电子设备，也称为电力电子设备。
它主要研究各种电力电子器件和由这些电力电子器件构成的各种电路或器件，以完成电能的转换和控制。
在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。
通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。
斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。
DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路: 降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。
应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对其进行升压，主要研究各种电力电子器件以及由这些电力电子器件构成的各种电路或器件来完成电能的转换和控制。
在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。
通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。
斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。
DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路:降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。
应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对电压进行升压:当可控开关v处于导通状态时，电源e通过v向电感l供电以存储能量，电流为I1，方向如图1所示。
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指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学自动化学院电力电子技术课程设计报告设计题目：DC-DC升降压变换器设计与仿真研究单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间： 2012年6月重庆邮电大学自动化学院制目录一．文献综述 (4)二．设计目的和意义 (4)三．设计原理 (4)3.1降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理 (4)3.2升压斩波电路（Boost Chopper）工作原理 (8)3.3升降压斩波电路工作原理 (10)3.4 Cuk斩波电路的工作原理 (11)四．升降压斩波电路仿真步骤和结果分析 (12)4.1升降压斩波电路仿真步骤 (12)4.2 不同占空比的仿真结果 (13)4.3仿真结果分析和结论 (15)五． Cuk斩波电路仿真步骤和结果分析 (16)5.1升降压斩波电路仿真步骤 (16)5.2 不同占空比的仿真结果 (16)5.3仿真结果分析和结论 (18)六．一种新型的升降压变换器的简单概述 (19)6.1 变换器拓扑结构 (19)6.2 工作模式的分析 (19)七．设计的心得体会 (20)八．参考文献 (21)摘要直流斩波电路(DC Chopper)的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。
应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck和Cuk电路进行了较详细的仿真分析。
本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路和Cuk斩波电路的工作原理，又用Matlab对升压-降压变换器和Cuk斩波电路进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。
在这样的基础上，通过查资料，设计出了一种新型的DC-DC升降压变换器并对其原理进行了分析。
关键字：升降压斩波 Cuk斩波 Simulink仿真新型升降压斩波AbstractDC Chopper circuit (DC Chopper) function is will direct current into another fixed voltage or adjustable voltage DC, also called direct DC-DC Converter (DC/DC Converter). Dc chopper circuit in a variety of types, including six basic chopped circuit: buck chopped circuit, boost the chopper circuit, lift pressure chopped circuit, Cuk chopped circuit, Sepic chopped circuit, Zeta chopped circuit, before two kinds are the most basic circuit. Matlab simulation tool the visualization of established Simulink simulation model of the circuit, and based on this, to lift pressure Boost chopper-Buck and Cuk circuit in detail the simulation analysis. This paper first analyzes the buck chopped circuit, boost the chopper circuit, lift pressure chopped circuit and Cuk chopped electric circuit principle of work, and Matlab to boost-step-down converter and Cuk chopped circuit simulation modeling, finally to the simulation results were analysed. On such a basis, through the check material, designed a new type of DC-DC lift pressure converter and the principle is analyzed.Key words: lift pressure chopped Cuk chopped Simulink new lift pressure the chopper一．文献综述当今世界软开关技术使得DC/DC变换器发生了质得变化和飞跃。
美国VICOR公司设计制造得多种ECI软开关DC/DC变换器，最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为（6.2、10、17）W/cm3，效率为（80—90）%。
日本NemicLambda公司最新推出得一种采用软开关技术得高频开关电源模块RM系列，其开关频率为200—300KHz,功率密度已达27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90%。
直流斩波电路的应用非常广，但在实际产品中应用时也存在一些问题：首先电源系统本身的耗能元件如电源内阻、滤波器阻抗、连接导线及接触电阻等都会引起系统损耗。
可控型器件IGBT的栅极电阻Rg会随着驱动器件电流额定值的增大而减小，而栅极电阻Rg的变化又会对电路的性能产生影响。
以及驱动电路如何实现过电流电压保护问题。
二．设计目的和意义通过本次设计，希望达到以下目的：1、理解直流斩波电路中：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的工作原理，熟悉其原理图及工作时的波形图，掌握着两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点，并在理解的基础上会对直流斩波电路进行分析计算，加深对直流斩波电路的掌握及应用。
2、掌握应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立电路的仿真模型的方法，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行详细的仿真分析，以提高设计建模的能力及加强对Matlab/Simulink软件的熟练程度。
3、认真分析总结仿真结果，将仿真波形与常规分析方法得到的结果进行比较，总结结论，体会Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值。
三．设计原理3.1降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理a) 原理图b) 电流连续时的波形图图（1）降压斩波电路的原理图及波形图降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图（1）所示。
该电路使用一个全控型器件V图中为IGBT，也可以使用其他器件，若采用晶闸管，需设置使晶闸管关断的辅助电路。
图（1）中，为在V关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。
斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可以拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载均会出现反电动势，若负载中无反电动势时，只需令Em=0，以下的分析及表达式均可适用。
当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小，通常使串联的电感L值较大。
至一个周期T结束，再驱动V导通，重复上一个周期的过程。
当电路工作与稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。
负载电压的平均值为：（1-1）式中，为V处于通态的时间；为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通占空比，简称占空比或导通比。
由图可知，输出到负载的电压平均值最大为E。
减小占空比，随之减小。
因此将该电路称为降压斩波电路。
也有很多文献中直接使用其英文名称，称为buck变换器（Buck Converter）。
负载电流平均值为：（1-2）若负载中L值较小，在V关断后，到了时刻，如图5-1c所示，负载电流已衰减至零，出现负载电流断续的情况。
根据对输出电压平均值调制的方式不同，斩波电路可有三种控制方式：（1）保持开关周期T不变，调节开关导通时间，称为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）或脉冲调宽型。
（2）保持开关戴用时间不变，改变开关周期T，称为频率调制或调频型。
（3）和T都可调，使占空比改变，称为混合型。
在器件V 处于通态期间，设负载电流为，可列出如下方程 11m d i L R i E E d t ++= （1-3）设此阶段电流初值为10,/I L R τ=，解上式得 1101t t m E E i I e e R ττ--⎛⎫-=+- ⎪⎝⎭ (1-4） 在V 处于断态期间，设负载电流为，可列出如下方程: 2220d i L R i E d t ++= （1-5）设此阶段电流初值为20I ，解上式得2201o n o n t t t t m E i I e e R ττ----⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ （1-6） 当电流连续时，有()102I i T = （1-7） ()2011I i t = （1-8） 即V 进入通态时的电流初值就是V 在断态阶段结束时的电流值，反过来，V 进入段态时的电流初值就是V 在通态阶段结束时的电流值。
由上式可得出 1/10/1111t m T E e E e E I m e R R e R ταρτρ⎛⎫⎛⎫--=-=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭ （1-9） 1/20/1111t m T E e E e E I m e R R e R ταρτρ----⎛⎫⎛⎫--=-=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭ （1-10） 式中，11/;/;/m tT T m EE t T ρτταρτ====。
由图可知，10I 和20I 分别是负载电流瞬时值的最大值和最小值。
把上面上式用泰勒级数近似，可得()1020o m E I I I R α-≈≈= （1-11） 上式表示了平波电抗器L 为无穷大，负载电流完全平直时的负载电流平均值，此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。
以上关系式还可以从能量传递关系简单地推得。
由于L 无穷大，故负载电流维持为I ，不变。
电源只在V 处于通态时提供能量，为o o n E I t 。
从负载看，在整个周期T 中负载一直在消耗能量，消耗的能量为()2o m oR IT EIT +。
一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即2o o n o m o E I t R IT E I T =+ （1-12）则m o E E I R α-= （1-13） 与上述结论一致。