扬州大学电力电子技术课程设计报告

电力电子技术课程设计

Buck变换器研究

班级建电1102

学号111705206

姓名黄伟

扬州大学信息工程学院建筑电气与智能化

二零一三年12月

目录

一．工作原理 (3)

二．实验电路 (3)

三．参数计算 (4)

四．仿真模型 (4)

五．仿真实验 (5)

六．电路性能分析 (6)

七．总结： (8)

八．故障排除 (8)

九．参考文献 (9)

Buck 变换器研究

一．工作原理

直流降压斩波变换电路产生一个低于直流输入电压Ud 的平均输出电压Uo 。假定开关时理想的，则脉冲的瞬时输出电压决定于开关的通断状态。如下图所示。

根据开关占空比可计算平均输出电压为

d d s

on

s on on d s s o s o DU U T t T t dt t dt U T dt t t u T U ==+==

⎰⎰⎰)00(1)(10 或表示为

)()(on s o on O d t T U t U U -=-

D T t U U s

on

d o == 所以改变触发脉冲的占空比即可改变输出电压的大小，达到直流降压的目的。

二．实验电路

在连续导电的工作模式中，当输入电压一定时，输出电压与开关的占空比成线性关系，而与任何其他电路参数无关，其理论实验电路如下图所示：

理论上预期的波形为：

三．参数计算

电路额定参数计算为：直流电源电压100v

C=0.001*10^-3 UF

L=100mH

R=1

Pulse的参数设置：幅值为1V，周期0.001s，脉冲宽度50%

四．仿真模型

根据原理图，同时查看了常用matlab器件之后，熟悉了各种表测量参数的方法在simulink上面绘出电路模型图为。参数的设置同参数计算。

当脉冲的宽度为50%时，其余参数均合适时，示波器输出的波形为：

当脉冲的宽度为80%时，其余参数均合适时，输出的示波器波形为：

六．电路性能分析

（一），占空比的影响：根据波形分析，电阻上输出的电压Uo总是趋向于电源电压*脉冲的占空比，故理论分析成立。在达到理论电压前，电阻上电压会有些波动。电感电压与电阻电压的和为电源电压100v。当脉冲占空比增大时，输出电压增大，反之亦然。下图为占

空比为30%时，示波器所输出的波形：

（二），电感的影响：

当电路中电感变大时，电路的电压变化会更平稳，同时达到稳定电压的时间变长。如下

图所示，电感为1h时的情况，不断续：

的波形如下图：

（三），电容的影响：

当电容变大时，输出电压将上升的很平暖，但发生超调现象，如下图所示，

电容为1*10^-4时所出现的情况：

小时会很不稳定，如下图所示，电容为1*10^-15时所出现的情况：

七．总结：

直流降压斩波电路的输出电压和脉冲的占空比呈正比关系。当电路中电感变大时输出电

压变化会更平缓但达到稳定的时间变长，当电感太小时输出的电压会发生断续现象。八．故障排除

simulink模型须加入powergui组件，连线必须小心检查。注意正反。当输出波形不对

时须小心调整电路参数，坚持不懈多次实验方能成功。

九．参考文献

[1] 电力电子电路的计算机仿真陈建业编著北京清华大学出版社 2003

[2] 电路和系统的仿真实践张占松编著北京科技出版社 2000

[3] 电子电路CAD—基于OrCAD9.2贾新章编著西安西安电子科技大学出版社2002

[4] Pspice 8.0电路设计实例精粹高伟涛编著北京国防工业出版社 2001

[5] MATLAB 电子仿真与应用韩利竹编著北京国防工业出版社

[6] 开关电源的原理与设计张占松编著北京电子工业出版社 1999