升降压斩波电路与仿真设计
500W升压斩波电路设计与仿真(DOC)
500W升压斩波电路设计与仿真摘要：本文对Boost升压斩波电路的工作原理进行了详尽分析，并用Visio软件做出电路在电感电流连续工作时的主要波形，并根据电路需要完成的任务进行参数计算，最后用Matlab/simulink软件搭建主电路，根据所计算的参数对用到的元器件进行参数设定，对Boost电路进行仿真。
关键词：Boost升压斩波电路；Visio软件；Matlab/simulink软件；仿真500W boost chopping circuit design and simulationAbstract：In this paper the boost chopping circuit working principle is discussed in detail, and using Visio software to make the circuit in the inductor current discontinuous operation when the main waveform, and according to the circuit need to complete the task parameter calculation, finally uses the Matlab/simulink software to build the main circuit, according to the parameters of the components used to set parameters, to boost chopper circuit simulation.Key words：Boost chopper;Visio software; Matlab/simulink software; Simulation1.序言近年来，不断进步的计算机技术为现代控制技术在实际生产、生活中提供了强有力的技术支持，新的材料和结构器件又促进了电力电子技术的飞速发展，且在各行业中得到广泛的应用。
基于MATLAB的升压－降压式变换器的建模与仿真
基于MATLAB 的升压－降压式变换器的建模与仿真一、摘要本文在对升压-降压（Boost-Buck ）式变换器电路理论分析的基础上,建立了基于Simulink 的升压-降压式变换器的仿真模型,运用IGBT 对升压－降压进行控制，并对工作情况进行仿真分析与研究。
通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
二、设计意义直流斩波就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称DC/DC 变换。
使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。
升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。
三、设计原理升压-降压式变换器电路图如下图1-1所示。
设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大,使电感电流L i 和电容电压0u 基本为恒值。
图1-1 电路原理设计原理是：当可控开关V 出于通态时，电源经V 向电感L 供电使其贮存能量，此时电流为1i ，方向如图1-1中所示。
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 中贮存的能量向负载释放，电流为2i ，方向如图1-1中所示。
可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。
稳定时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，当V 处于通态期间时，L u =E ；而当V 处于端态期间时，L u =-0u 。
于是，E on t =off t U 0，所以输出电压为U=offon t t E=βαE 其中β=1-α，若改变导通比α，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。
当0<α<0.5时为降压，当0.5<α<1时为升压，如此可以实现升压-降压的变换，该电路称作升降压斩波电路即升降压变换器。
图1-2中给出了电源电流1i 和负载电流2i 的波形，设两者的平均值分别为1I 和2I ， 当电流脉动足够小时，有21I I =off on t t 。
实训六 降压斩波电路仿真实训
实训六降压斩波电路仿真实训
一、降压斩波电路原理图
降压斩波电路如图3－49所示。
图3－49 降压斩波电路原理图
二、建立仿真模型
1．建立一个仿真模型的新文件。
在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。
在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。
3．将电路元器件模块按降压斩波电路原理图连接起来组成仿真电路。
如图3－50所示。
图3－50 降压斩波电路仿真模型
三、设置模型参数
双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。
仿真参数的设置与前相同。
四、模型仿真
在参数设置完毕后即可以开始仿真。
在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。
在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。
在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。
得到如图3－51、图3－52、图3
－53所示波形。
图3－51占空比0.2时电压和电流波形
图3－52 占空比0.5时电压和电流波形
图3－51占空比0.8时电压和电流波形。
升降压斩波电路
升降压斩波电路之勘阻及广创作
一、问题
输入电压20V, 输出电压10V~40V, 纹波电压0.2%, 开关频率20kHz, 负载10Ω, 电感电流连续, 求L, C.
二、电路分析
1、 工作原理：
可控开关V 处于通态时, 电源E 经V 向电感L 供电使其贮存能量.同时, 电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电.电感电流的增量为
使V 关断, 电感L 中贮存的能量向负载释放, 负载电压上负下正, 与电源电压极性相反.电感电流的减小量为
当电流连续处于稳态时, L L i i +-∆=∆.输出电压为 2、 电感电流连续临界条件：
电感电流及电源的平均值分别为
如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时, 则输出功率与输入功率相等.
从而获得电感的临界值为
3、 纹波电压：
电压的最年夜变动量和纹波电压分别为
三、计算：
1、占空比：
2、电感值：
为坚持电流连续性, 取较高电感值L=0.12mH.
3、电容值：
四、电路图
图1升降压斩波电路图五、仿真结果
U U I波形图
图2 降压电路,,
L o o
U U I波形图
图3 升压电路,,
L o o。
升降压斩波电路的MATLAB 仿真
由电路图得，IGBT的反向截止电压为电源电压与输出电压之和， 与波形相符。通过IGBT的电流由于电感的限制也是逐渐增大的 2．升压情况：设占空比为0.55，输出电压理论值为Uo=0.55/ （1-0.55）*50=61V。波形及数据分析与降压斩波情况计算方法 类似。
五、讨论探索 在电路的运行过程中，纹波可以近似理解为：IGBT导通，二极管截 止时左边电路部分为动态电路的完全响应过程，右边部分为零输入 响应；IGBT截止，二极管导通时左边电路部分断开，右边部分仍为 零输入响应。
升降压斩波电路的MATLAB 仿真及分析
一 电路原理
• 设电路中电感L很大，电容C也很大，使得电感电流������������和电容电压即负载电 压������������基本为恒值。该电路的基本工作原理是：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������1，同时C维持输出电压恒 定并向负载R供电。之后使得V关断，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。 • 稳态时，一个周期T内电感L两端电压UL对时间积分为零，即
由上图，当IGBT导通时，电感电压Ul等于电源电压E；当IGBT关断 时，电感电压Ul等于输出电压Uo。由u=L*di/dt得△i=u*t/L,所以 电流增量△i与时间t正比，逐渐增大；经过计算，在导通时间内， 电感电流增量为△i=U/L*t1=50/(1.1e-2)*(1e-4)*0.42=0.19A， 与波形相符；在关断时间内，电感电流增量为△i=-[U/L*(t2t1)]=-[50/(1.1e-2)*(1e-4)*(1-0.42)]= -0.19A，不计误差时与波 形中△i=0.3-0.12=0.18A相符。
开关电源Boost(升压型斩波器)仿真电路
升压型斩波电路（boost）仿真模型电控学院电气0903班姓名：徐强学号：0906060328基于Matlab/Simulink的BOOST电路仿真1.Boost电路的介绍：Boost电路又称为升压型斩波器，是一种直流- 直流变换电路,用于将直流电源电压变换为高于其值的直流电压，实现能量从低压侧电源向高压侧负载的传递。
此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。
对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。
采用simulink仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。
其电路结构如图所示。
2.Simulink仿真分析：Simulink 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。
本文应用基于Matlab/Simulink软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图 3 所示, 其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真开关S的通断过程。
BOOST 电路的仿真模型3.电路工作原理：在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。
调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
负载侧输出电压的平均值为:（3-1）式（3-1）中T为开关周期, 为导通时间，为关断时间。
升压-降压式变换器的仿真讲解
基于matlab的仿真
?3.控制脉冲占空比分别设为 50%时的波形图如下：
IGBT 电流
二极管 电流
电感 电流
负载 电压
基于matlab的仿真
?负载上平均电压为100 V，波形为有少许波 纹的直流电压；
?仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。
基于matlab的仿真
?5.控制脉冲占空比分别设为 75%时的波形图如下：
IGBT 电流
二极管 电流
电感 电流
负载 电压
基于matlab的仿真
?负载上平均电压为300 V，波形为有少许波 纹的直流电压；
?理论计算： 反；
，Uo与E极性相
?仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。
直流斩波电路工作原理分析
? 同样地分析BUCK-BOOST 斩波电路的工作过程，可以得 到电感上的电压和电流波形如图3-3 所示。
直流斩波电路工作原理分析
? 由伏秒平衡原理可得电感电流连续和断续的输出电压，且 其极性与输入相反。
? a) 电感电流连续时，有 化简可得
? b) 电感电流断续时，有 化简可得
? 由此可以看出，电感电流断续时，BUCK-BOOST 斩波电 路的输出电压也增大。
直流斩波电路工作原理分析
?负载电压
，改变导通时间可以轻
松实现直流变换的升降压作用
?则当1>D>0.5时， >1,此时为升压
?当0.5>D>0时， <1 ，此时为降压
基于matlab的仿真
? 1.根据升降压电路原理图建立升压-降压式变换器仿真模型 如下：
500W升压斩波电路设计与仿真
500W升压斩波电路设计与仿真I.引言在电源设计中，升压斩波电路被广泛应用于需要高电压输出的场景中。
本文将介绍一种500W的升压斩波电路的设计与仿真。
II.设计目标本设计的目标是实现一个满足以下条件的升压斩波电路：1.输入电压：220V交流电2.输出电压：500V直流电3.输出功率：500W4.转换效率：大于90%5.输出电压稳定性：小于1%III.电路结构本设计采用单端反激变压器斩波电路结构，原理图如下所示：（请参考上传的图片）IV.电路参数计算1.变压器参数计算：根据输入电压和输出电压，可以计算出变压器的变比。
假设变压器的变比为N，有N = Vout / Vin = 500 / 220 = 2.27另外，为了保证变压器工作在饱和区以提高转换效率，需要选择一个合适的磁芯材料。
根据输出功率和输出频率，可以计算出变压器的输入电流，然后根据输入电流和工作磁通密度，可以选择合适的磁芯材料。
2.斩波电路参数计算：为了实现稳定的输出电压，可以采用三段滤波电路。
首先是输入电容C1，用于滤去交流电的干扰；然后是输出电容C2，用于平滑直流输出电压；最后是输出电阻R1，用于稳定输出电流。
3.斩波电路元件选取：根据计算结果，选择合适的电容和电阻。
需要注意的是，在高功率输出情况下，应选择能承受大电流的电容和电阻。
V.电路仿真使用仿真软件如LTspice等进行电路仿真。
在仿真中，可以通过改变输入电压和负载来验证电路的性能，并进行优化。
VI.性能评估和优化根据仿真结果评估电路的性能并进行优化。
可以通过调整电路参数、改变电容和电阻的数值等方式来提高电路的转换效率和输出电压稳定性。
VII.结论本文介绍了一种500W的升压斩波电路的设计与仿真。
通过合理的电路结构设计和参数选择，可以实现稳定的输出电压和高转换效率。
通过仿真和优化，可以进一步提高电路性能，满足实际应用需求。
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。
Buck-Boost降压-升压斩波电路仿真实验
Buck-Boost降压-升压斩波电路仿真实验实验目的掌握Buck-Boost降压-升压斩波电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解Buck-Boost降压-升压斩波电路的工作原理及仿真波形。
实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理Buck-Boost降压-升压斩波电路如图4-1所示。
ug为IGBT门极触发信号，iT为流过IGBT 集电极的电流，iL为流过储能电感的电流，iD为流过二极管的电流，iC为流过储能电容的电流，id为负载电流，ud为负载电压。
图4-1 Buck-Boost降压-升压斩波电路实验内容启动Matlab，建立如图4-2所示的Buck-Boost降压-升压斩波电路结构模型图。
图4-2 Buck-Boost降压-升压斩波电路模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图4-3、4-4、4-5、4-6、4-7所示。
图4-3 直流电压源模块参数图4-4 脉冲发生器模块参数图4-5 电感模块参数图4-6 电容模块参数图4-7 负载模块参数系统仿真参数设置如图4-8所示。
图4-8 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到IGBT门极触发信号、流过IGBT集电极的电流、流过储能电感的电流、流过二极管的电流、流过储能电容的电流、负载电流、负载电压的仿真波形，如图4-9所示。
图4-9 Buck-Boost降压-升压斩波电路仿真波形改变IGBT触发脉冲发生器模块的周期或脉冲宽度，改变储能电感或电容的大小，改变负载模块的参数（或改变负载类型），即可得到不同工作情况下的仿真波形。
例如将IGBT 触发脉冲的周期仍然设置为0.001s，但触发脉冲宽度设置为20%，此时的仿真波形如图4-10所示。
图4-10 触发脉冲宽度为20%时的仿真波形实验总结1、总结Buck-Boost降压-升压斩波电路的工作原理。
当可控开关g u 处于通态时，电源E 经可控开关向电感L 供电使其储存能量。
multisim仿真教程降压升压斩波变换电路
在一周内的积分等于零，于是有:
（11.6.3）
（11.6.4）
式（11.6.4）表明输出电压UO可以高于或低于 输入电压UD，这取决于占空比D的数值。
(a) uL 和 iL 波形 (b) 开关闭合等效电路 （c）开关断开等效电路 图11.6.2 降压－升压变换电路（iL）电感电压和电流的波形
11.6.2直流降压―升压斩波变换电路
假定两个变换电路中的开关具有相同的占空比，
根据式（11.4.4）与式（11.5.2）可得降压 一升压变换电路电压变换比为
不同的占空比D，可使输出电压UO高于（1或1.低6.1 ) 于输入电压UD。
直流降压一升压变换器电路模型如图
11.6.1所示。当开关闭合时，输入端向电感
提供能量，同时二极管反偏。当开关断开时，
点击示波器，可以看见降压－升压斩波变换电路 的输出电压变化曲线如图11.6.4所示。改变占空 系数D可以改变输出电压。
图11.6.3 直流降压－升压斩波变换电路
（a） D=0.6
(b) D＝0.2
图11.6.4 直流降压－升压斩波变换电路的输出电压曲线
储存在电感中的能量被转移到输出端，在此
期间内，输入端不向电路提供能量。在稳态
分析时，假定输出电容器很大，以形成一个
恒定输出电压，即:
（11.6.2）
图11.6.1降压一升压变换器电路模型
直流降压一升压变换器电路在连续导电模
式时的电感电压和电流波形如图11.6.2所示。
图中，电感中的电流连续流通。由于电感电压
一个直流降压－升压斩波变换电路如
图11.6.3所示。图中，V1为输入电源，电
压为12V。电压控制电压源V2和脉冲电压源
500W升压斩波电路设计与仿真(DOC)
500W升压斩波电路设计与仿真摘要：本文对Boost升压斩波电路的工作原理进行了详尽分析，并用Visio软件做出电路在电感电流连续工作时的主要波形，并根据电路需要完成的任务进行参数计算，最后用Matlab/simulink软件搭建主电路，根据所计算的参数对用到的元器件进行参数设定，对Boost电路进行仿真。
关键词：Boost升压斩波电路；Visio软件；Matlab/simulink软件；仿真500W boost chopping circuit design and simulationAbstract：In this paper the boost chopping circuit working principle is discussed in detail, and using Visio software to make the circuit in the inductor current discontinuous operation when the main waveform, and according to the circuit need to complete the task parameter calculation, finally uses the Matlab/simulink software to build the main circuit, according to the parameters of the components used to set parameters, to boost chopper circuit simulation.Key words：Boost chopper;Visio software; Matlab/simulink software; Simulation1.序言近年来，不断进步的计算机技术为现代控制技术在实际生产、生活中提供了强有力的技术支持，新的材料和结构器件又促进了电力电子技术的飞速发展，且在各行业中得到广泛的应用。
直流升降压斩波电路
课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：肖文英职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：完成时间：摘要20世纪80年代以来，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管。
利用全控型器件可以组成变流器。
直流-直流变换器就是其中一种，它广泛应用于通信交换机、计算机以及手机等电子设备的开关电源。
直流—直流变流电路（DC-DC Converter）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，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。
直接直流变流电路也称斩波电路（DC Chopper），它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。
本文着重介绍直流升降压斩波电路的原理和基于MATLAB的Simulink的直流升降压斩波电路的仿真。
关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真ABSTRACTSince the 1980s, electronic information technology and power electronics technology development on the basis of their relative combine to produce a generation of high-frequency, full-controlled power electronic devices, there is a typical representative ofgate-turn-off thyristor, power transistors, power field effect transistor and an insulated gate bipolar transistor. The use of full-controlled device may be composed of the converter. DC - DC converter is one of them, it is widely used in telecommunications switches, computers and mobile phones and other electronic devices switching power supply. DC - DC converter circuit (DC-DC Converter) function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage, direct-current converter circuit including direct and indirect DC converter circuit. Direct DC converter circuit is also known as a chopper circuit (DC Chopper), its function is to direct current voltage into another fixed or adjustable DC voltage. This article focuses on the DC-down chopper circuit principle and based on MATLAB Simulink DC buck converter circuit simulation.Key words:DC-DC converter circuit; Lift pressure chopper; Simulink; Simulation目录1升降压斩波电路的原理11.1基本原理11.2波形图 22控制和驱动电路 33保护电路及其他辅助电路 43.1保护电路43.1.1过电压保护 43.1.2过电流保护 53.2直流供电电源 53.3器件选择64仿真分析 64.1建立仿真模型 64.2仿真结果分析75设计总结 8参考文献9附录101升降压斩波电路及基本原理1.1工作原理图1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper ）原理图。
升降压斩波电路(借鉴仅供)
升降压斩波电路一、问题输入电压20V ，输出电压10V~40V ，纹波电压0.2%，开关频率20kHz ，负载10Ω，电感电流连续，求L ，C 。
二、电路分析1、 工作原理：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。
同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。
电感电流的增量为011on t L i Edt TE L Lα+∆==⎰ 使V 关断，电感L 中储存的能量向负载释放，负载电压上负下正，与电源电压极性相反。
电感电流的减小量为011(1)off t L o o i U dt TU L Lα-∆==-⎰当电流连续处于稳态时，L L i i +-∆=∆。
输出电压为1o U E αα=- 2、 电感电流连续临界条件： 电感电流及电源的平均值分别为1122LB L I i TE Lα+=∆=E LB I I α=如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时，则输出功率与输入功率相等。
2o E U EI R=从而得到电感的临界值为21(1)2L RT α=-3、 纹波电压：电压的最大变化量和纹波电压分别为01o U Q U T C C Rα∆∆== 00U T U RCα∆= 三、计算：1、占空比：1o U E αα=- 1110201V V αα=- 2240201V V αα=- 113α= 223α=2、电感值：21(1)2L RT α=-119L mH = 2136L mH =为保持电流连续性，取较高电感值L=0.12mH 。
3、电容值：00U TU RCα∆= 156C mF = 253C mF =四、电路图图1升降压斩波电路图五、仿真结果U U I波形图图2 降压电路,,L o oU U I波形图图3 升压电路,,L o o。
升降压(Buck-Boost)变换器仿真
升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景1、理解升压一降压式变换器的电路图，对电路中的元器件的作用有深刻的认识。
2、在对升压-降压(Boost-Buck)式变换器电路理论分析的基础上，建立基于Simlink 的升压一降压式变换器的仿真模型3、运用绝缘栅双极晶体管(IGBT) 对升压一降压进行控制，并对工作情况进行仿真分析与研究4、直流斩波是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压。
使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，面且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。
升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。
说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求，简述本设计的指导思想。
二、原理分析(设计理念)（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）升降压变换器、入出极性相反原理图, 当开关闭合时，此时电感由电压励磁，电感增加的磁通为：Vi;当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：V当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，可能Vi< VO，也可能Vi>VO当可控开关V出于通态时，电源经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为i1，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1中贮存的能量向负载释放，电流为i2.稳定时, 一个周期T内电感L两端电压对时间的积分为零，当V处于通态时,U=E，说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。
包括：重点说明要实现的功能及其要求、系统的安全性、数据的完整性、应用的运行环境及其性能等要求。
三、过程论述（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）根据升降压变换器的原理可以利用Simulink内的模块建立仿真模型如下图所示重点说明设计是如何实现的，包括：对设计工作的详细表述。
要求层次分明、表达确切。
在“SimPowerSystems/Electrical Sources”库中选择“DC Voltage Source”直流电压源模块，在对话框中将直流电压设置为20V。
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。
(完整版)升降压斩波课程设计.doc
《电力电子技术》课程设计说明书直流升降压斩波电路的设计与仿真院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2016 年 6 月电力电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程系专业：电气工程及其自动化指导教师姓名学生姓名课题名称直流升压降压斩波电路的设计与仿真一、技术指标及要求：1）直流输入电压 100V；设计内容及任务设计安排主要参考资料2）电阻负载； (R 取学号尾数 X10Ω)；3）控制电路频率 10KHZ ；4）输出电压纹波系数： 0.2%；5）仿真出占空比α分别为 0.1，0.2，0.5，0.8 的电感电压、电感电流、开关管电流、二极管电流和输出电压的波形。
起止日期设计内容2016 年 5 月 25 日确定设计方案2016 年 5 月 26 日计算相关数据2016 年 5 月 27 日至 2016 年 6 月 6 日Simulink仿真2016 年 6 月 7 日至 2016 年 6 月 23 日撰写课程设计说明书[1] 王兆安、刘进军．电力电子技术（第 5 版）．机械工业出版社， 2009[2] 康华光、陈大钦．电子技术基础模拟部分．高等教育出版社，2002[3]秋关源、罗先觉．电路（第 5 版）．高等教育出版社， 2006[4]周克宁 . 电力电子技术 . 北京：机械工业出版社， 2004.[5]黄家善 . 电力电子技术 . 北京：机械工业出版社， 2006[6]王维平 . 现代电力电子技术及应用 . 南京：东南大学出版社， 1999[7]张明勋主编 , 电力电子设备设计和应用手册 [M]. 北京 : 机械工业出版社.1992[8]丁道宏主编 , 电力电子技术 [M]. 北京 : 航空工业出版社 .1992[9]林渭勋主编 , 电力电子技术基础 [M]. 北京 : 机械工业出版社 .1990摘要电力电子技术飞速发展，电力电子技术已经成为自动化领域里一个重要部分，其核心就是利用弱电电路的设计思路，强大电路的器件来实现电路的各种需求。
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
升压斩波电路仿真
直流升压斩波电路
一、实验目的：
（1）熟悉直流斩波电路的工作原理。
（2）熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
（3）了解PWM控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
二、实验原理：
当开关S闭合时，二极管受电容器C上的电压影响反向断开，于是将输出级隔离，由输入端电源向电感供应能量。
当二极管断开时，二极管正向导通，输出级吸收来自电感与输入端电源的能量。
在进行稳态分析时，假定输出滤波器足够大，以确保一个恒定的输出电压u o（t）=U o
三、实验仿真：
相关参数设置：
（1）直流电压源参数设置：U=100V
（2）电阻、电容参数设置：C=70μF，L=10mH,R=10Ω
（3）脉冲发生器模块（Pulse）的参数设置：振幅为1V，周期为0.002s，脉冲宽度为20%
实验要求：观察u T,u D,电感L端电压u L,负载电压u o的波形，画出u o(a)曲线图。
直流升压斩波变换电路仿真模型图
1.(1)观察脉冲宽度为20%时的u T,u D,u L,u o波形:
(2)观察脉冲宽度为80%时的u T,u D,u L,u o波形:
2.画出u o(a)的曲线图
(1)程序：
a0=1:5:91;
Vd=[];
for ii=1:1:19;
a=a0(ii);
sim('shengyazb',[0,0.04]);
Vd=[Vd,UR(end)];
end
plot(a0,Vd);
(2)u o(a)曲线图。
实验报告升降压和Cuk电路
电力电子技术实验报告实验名称：升降压式直流斩波电路的仿真与分析班级：自动化091组别：第七组成员：江燕钱丽莎王松海金华职业技术学院信息工程学院2011年11月6 日目录一. 升降压式直流斩波电路..................................................................................................... - 1 -1. 电路的结构与工作原理 ................................................................................................ - 1 -2. 建模.................................................................................................................................. - 2 -3. 仿真结果与分析................................................................................... 错误!未定义书签。
4. 小结.................................................................................................................................. - 8 -二. Cuk直流斩波电路............................................................................................................. - 8 -1. 电路的结构与工作原理 ...................................................................... 错误!未定义书签。
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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。
70年代以后，出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件)，如：门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/ GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。
现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路，使变换器的控制电路大为简化。
微处理器和微型计算机的引入，特别是它们的位数成倍增加，运算速度不断提高，功能不断完善，使控制技术发生了根本的变化，使控制不仅依赖硬件电路，而且可利用软件编程，既方便又灵活。
各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现，并具有自诊断功能，并具有智能化的功能。
将新的控制理论和方法应用在变换器中。
综上所述可以看出，微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。
3.电力电子技术的重要作用(1) 优化电能使用。
通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。
例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已许多装置列入节能的推广应用项目。
(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。
据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。
(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。
实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。
(4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。
有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。
4. 电力电子技术课程的学习要求(1) 熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确选择和使用它们。
(2) 熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路中的电磁过程，掌握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初步设计计算。
(3) 了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。
(4) 了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。
(5) 掌握基本实验方法与训练基本实验技能。
摘要介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC／DC变换器的设计与实现，具体地分析了该DC／DC变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC／DC变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果关键词：DC ／DC 变换器，降压斩波，升压斩波，储能电感，直流开关电源，PWM ；直流脉宽调速一．降压斩波电路 1.1 降压斩波原理：RE U I EE Ttt t E t U Mon off on on -===+=000α式中on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通占空比，简称占空比火导通比。
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 。
2） 保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T ，称为频率调制或调频型。
3） on t 和T 都可调，使占空比改变，称为混合型。
1.2 工作原理1）t =0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压u o=E ，负载电流i o 按指数曲线上升2）t =t 1时刻控制V 关断，负载电流经二极管VD 续流，负载电压u o 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接的电感L 值较大i E M● 基于“分段线性”的思想，对降压斩波电路进行解析 ● 从能量传递关系出发进行的推导● 由于L 为无穷大，故负载电流维持为I o 不变 ● 电源只在V 处于通态时提供能量，为E 0I on t● 在整个周期T 中，负载消耗的能量为（R 0I T+M E 0I T ）一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等RE U I EE Ttt t E t U Mon off on on -===+=000α输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器该电路使用一个全控器件V ，途中为IGBT ，也可使用其他器件，若采用晶闸管，需设置晶闸管关断的辅助电路。
为在V 关断是给负载的电杆电流提供通道，设置了续流二极管VD 。
斩波电路的典型用途之一个拖动直流电动机，也可以带蓄电池负载，两种情况句会出现反电动势。
在具有升降压功能的非隔离式DC ／DC 变换器中，Buck-Boost 变换器和Cuk 变换器是负极性输出，Sepic 变换器和Zeta 变换器是正极性输出，但这两个变换器结构复杂，都需要两个储能电感，这必然导致变换器的损耗增加、效率变低，且体积和质量大 ，引。
本文针对实际研究项目中提出的要求，摒弃采用上述各种变换器，设计了一种新颖的具有升降压功能和正极性输出的D C ／D C 变换器，并采用该DC ／DC 变换器研制出达到技术指标要求的直流开关电源，获得了良好的应用价值。
直流系统调速是由功率晶闸管、移相控制电路、转速电流双闭环调速电路、积分电路、电流反馈电路、以及缺相和过流保护电路，通常指人为地或自动地改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。
机械特性上通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。
PWM控制技术是一中广泛应用于控制领域的技术，其原理是利用冲量相等而形状相通的窄脉冲加在具有惯性的环节时候，效果基本相通。
在电力拖动系统中，调节电枢电压的直流调速是应用最广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管整流器获得可调直流电压外，还可利用其它电力电子元件的可控性能，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成极性可变，大小可调的直流电压，用以实现直流电动机电枢两端电压的平滑调节，构成直流脉宽调速系统，随着电力电子器件的迅速发展，采用门极可关断晶体管GTO、全控电力晶体管GTR、P-MOSFET、绝缘栅晶体管IGBT）等一些大功率全控型器件组成的晶体管脉冲调宽型开关放大器（Pulse Width Modulated）,已逐步发展成熟，用途越来越广。
调速通常通过给定环节，中间放大环节，校正环节，反馈环节和保护环节等来实现。
电动机的转速不能自动校正与给定转速的偏差的调速系统称为开环控制系统。
这种调速系统的电动机的转速要受到负载波动及电源电压波动等外界扰动的影响。
电动机的转速能自动的校正与给定转速的偏差，不受负载及电网电压波动等外界扰动的影响，使电动机的转速始终与给定转速保持一致的调速系统称为闭环控制系统。
这是由于闭环控制系统具有反馈环节。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。
较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。
一个晶闸管直流调速系统是由转速的给定、检测、反馈、平波电抗器、可控整流器、放大器、直流电动机等环节组成。
这些环节都是根据用户要求首先被选择而确定下来的，从而构成了系统的固有部分。
仅有这些固有部分所组成的系统是难以满足生产机械的全面要求的，特别是对系统动态性能的要求，有时甚至是不稳定的，为了设计一个静态，动态都适用的调速系统，尤其是达到动态性能的要求，还必须对系统进行校正。
也就是在上述固有部分所组成的调速系统中另外加一个校正环节，使系统的动态性能也能达到指标的要求。
本文中的双闭环可逆ＰＷＭ调速系统，采用集成控制器SG3524产生占空比可调的PWM波，它的部包括误差放大器,限流保护环节,比较器,振荡器,触发器,输出逻辑控制电路和输出三极管等环节，是一个典型的性能优良的开关电源控制器,输出级是由ＩＧＢＴ构成的功率控制器，进而驱动它励直流电动机，达到速度控制的目的。