升降压斩波电路的MATLAB 仿真
基于matlab_simulink升压式变换器的仿真
升压式变换器的仿真一工作原理. (1)二仿真实例及结果 (1)三心得体会 (6)四参考文献 (6)一.工作原理根据电力电子技术的原理,升压式斩波器的输出电压0U 高于输入电源电压sU,控制开关与负载并联,与负载并联的滤波电容必须足够大,以保证输出电压恒定,储能电感也要很大,以保证向负载提供足够的能量。
若升压式斩波器的开关导通时间是on t ,关断时间是off t ,开关工作周期o ffon t t T +=。
定义占空比或导通比T t D on /=,定义升压比为s U U /0=α。
根据电力电子技术的原理,理论上电感储能与释放能量相等,有s s offU U t T U β10==,升压比的倒数Tt off ==αβ1。
还有,1=+βD 。
由此可见,当s U 一定时,改变β就可调节0U 。
当c on s t T =时,调β就是调off t ,或调on t 也是调β,也就改变了0U ,这就是升压式斩波器的升压工作原理。
二.仿真实例及结果以下用实例说明采用电力场效应管MOSFET 的升压式斩波器的仿真过程。
参数设置如下:电源电压100=s U v ,电阻负载Ω=10R ,滤波电容F C μ200=,升压储能电感mH L 1.0=,二极管Diode 用来阻断MOSFET 导通时的电容C 放电通路。
输出电压0U v 200=,MOSFET 的开关频率为KHZ 5。
脉冲信号发生器的脉冲幅值设置为1.1,周期设置为30.2e -,对应着MOSFET 的开关频率。
脉冲宽度设置为50,对应着输出电压。
相位延迟设置为3e 01.00-。
仿真模型如下图1所示:图1 采用MOSFET的升压式斩波器仿真模型仿真后通过示波器观察到如下图2,图3,图4,图5,图6:图2 脉冲发生器发出门极正脉冲的波形图3 升压变流输出电压的波形图4 流经电感电流的波形图5 MOSFET导通的电感储能电流的波形图6 流经二极管向负载供电的电流的波形由图可见,升压变流输出电压瞬时波形振荡走高后逐步趋近并等于200v,实现了升压。
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。
斩波电路Matlab仿真电力电子技术课程设计
河北科技大学课程设计计算说明书课程名称:电力电子技术课程设计设计题目:斩波电路的Matlab仿真研究专业班级:电气工程与其自动化XXX班学生姓名:XXX(XXXXXXXX)指导老师:电力电子课程设计指导小组XXXX年XX月XX日说明1.课程设计结束之前,每个学生都必须认真撰写《课程设计计算说明书》。
课程设计计算说明书要求内容完整,条理清晰,书面清洁,字迹工整。
2.说明书一般包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述、结论等几方面,或按照课程设计指导书与指导教师的具体要求进行撰写。
3.课程设计图纸要求布局美观,图面整洁,图表清楚,尺寸标识准确,线型与标注符合国家或行业相关标准。
4.学生应独立完成各自设计计算说明书的写作,即使同组学生在设计过程中经过讨论得到的共同设计结果也应独立表述。
5.课程设计说明书按照封面、成绩评定表、目录、正文的次序装订成册。
6.课程设计应按设计期间的工作态度和课程设计任务的完成情况,设计说明书的水平、相关知识能力的掌握情况等项目分别评定成绩。
7.各项目内容与所占比例由课程设计指导教师自行确定,并以百分制形式填入“学生成绩评定表”。
总成绩采用五级分制。
8.本页采用“设计说明书”专用纸打印。
9.课程设计结束后将计算说明书交学院教学办公室保存。
学生成绩评定表目录一、设计的目的二、设计的任务三、仿真研究的内容与步骤降压斩波电路的仿真研究。
升压斩波电路的仿真研究。
升降压斩波电路的仿真研究。
(电路结构;工作原理;基本数量关系;搭建仿真模型;取不同控制角时的波形图;结论)四、总结五、参考文献一、课程设计的教学目的与要求本课程设计是电气工程与其自动化专业重要的实践教学环节之一。
本课程设计的任务是利用所学《电力电子技术》专业知识,以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础,完成对所学电力电子器件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以与逆变电路的建模与仿真。
其目的是培养学生综合运用所学知识,分析、解决工程实际问题的能力;巩固学生所学知识的同时,提高学生的专业素质,这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。
基于MATLAB的升压斩波电路的仿真_贾立柱
基于MATLAB的升压斩波电路的仿真
贾立柱1 刘晓龙2 1.齐齐哈尔大学网络信息中心 黑龙江齐齐哈尔 161006
2.华北电力大学 北京 102206
【摘 要】升压斩波电路是电力电子技术应用的基础,也是基本斩 波电路进行复合、构成的前提,其结构简单,元器件少,应用范围广泛,更 是理论物理和电动物理学的具体应用【1】。它的工作原理,既符合电工技 术的基本要求,又具有理论物理的特性。论文采用MATLAB软件对升压斩 波电路进行仿真和验证,突出软件仿真的有效性、经济性、直观性等特 点。
参考文献 [1]吴书平.升压斩波电源的研究与设计.重庆大学自动.11-1 [2]郑新卿.升压斩波电路的微分原理及应用分析.数字技术与
应用.1 [3]王志达,侯云海,王春生.一种改进型升压斩波电路.沈阳工
程学院学报.1
《科技与企业》杂志 2012年7月(下) 321
2.2模型仿真
双击各个模型可以改变参数。这里取电源电压E为10V,电感L1 为0.1mH,电容C为0.1mF,电阻R为10Ω。点击菜单栏Simulation/ configuration parameters……设置仿真时间为0到0.008s,点击 Simulation/Start开始仿真。
图1 仿真波形一
由图1可知输出电压波形的交流分量很大,可以增加电容值来滤 波,平稳输出电压的纹波。
采用计算机软件仿真的方法,可以在实验的过程中更改部分器 件参数,从而改变电路的输出特性,了解元器件的参数对电路的影 响。
3、结论 采用搭电路的实验方法研究斩波电路,可能不会得到想要的输 出波形,更改器件的参数更是无比麻烦。不但会消耗大量的人力、物 力和时间,而且有些问题难以解决,所以在真正搭建电路之前都采用 软件仿真技术对电路进行分析和参数优化。采用计算机仿真技术后, 仿真速度快的优势变得明显起来,不需要更改替换电子元件就可以 直接改变元件的参数值,可以更容易的观察到电路因改变参数而导 致的输出波形的变化。计算机仿真技术,因其有效性、经济性、直观 性等特点,而得到广泛应用,利用计算机技术进行电路仿真,仿真的 方法和实际相符,仪器和元器件的选用和实际电路非常相似。可以通 过对电路进行软件仿真,掌握实际电路的性能。 本 文 系 统 地 阐 述了升压 斩 波电 路 的 小 信 号 建 模 分 析 方 法 。在 Simulink环境下对Boost升压斩波电路进行了仿真,通过对模型的仿 真和电路的仿真进行对比,验证了所建立模型的正确性和稳定性。通 过结合计算机软件仿真与实验实测数据两种方法,既可以检验所建 立的模型误差的有多少,又可以观察由于发生速度过快而无法观察到 的瞬时电路参数。所建立的小信号模型为控制器的设计打下基础。
matlab降压斩波电路
matlab降压斩波电路
在MATLAB中,降压斩波电路是一种常见的电子控制技术,用于将直流电压降低到所需的水平。
它通过周期性地打开和关闭开关来调节电源的平均输出电压。
斩波电路的输出电压可以低于、等于或高于输入电压,具体取决于开关的占空比(即开关打开的时间与整个周期时间的比例)。
降压斩波电路是一种斩波电路,其主要功能是将输入电压降低到所需水平。
通过改变斩波器的占空比,可以控制输出电压的大小。
在MATLAB中,可以使用Simulink等工具来模拟和设计降压斩波电路。
总结来说,Matlab降压斩波电路指的是在MATLAB环境中对降压斩波电路进行模拟和设计的工具和方法。
通过调节斩波器的占空比,可以实现对电源输出电压的调节和控制。
buck电路闭环pi控制matlab图,BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真全
buck电路闭环pi控制matlab图,BUCK电路闭环控制系统的
MATLAB仿真
BUCK 电路闭环PID 控制系统
的MATLAB 仿真
⼀、课题简介
BUCK 电路是⼀种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo 总是⼩于输⼊电压U i 。
通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L 和电容C 的数值。
简单的BUCK 电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的⼲扰,当加⼊PID 控制器,实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM 调制波,再与基准电压进⾏⽐较,通过PID 控制器得到反馈信号,与三⾓波进⾏⽐较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从⽽实现BUCK 电路闭环PID 控制系统。
⼆、BUCK 变换器主电路参数设计
2.1设计及内容及要求
1、 输⼊直流电压(VIN):15V
2、 输出电压(VO):5V
3、 输出电流(IN):10A
4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp ≤50mV
5、 锯齿波幅值Um=1.5V
6、开关频率(fs):100kHz
7、采样⽹络传函H(s)=0.3
8、BUCK 主电路⼆极管的通态压降VD=0.5V ,电感中的电阻压降
VL=0.1V ,开关管导通压降 VON=0.5V,滤波电容C 与电解电容
RC 的乘积为
F *Ωμ75。
直流降压斩波电路的仿真
用MATLAB进行直流降压斩波电路仿真专业:自动化班级: 09自动化姓名:学号:0937036指导老师:傅思瑶实验日期: 2012-07-28用MATLAB进行直流降压斩波电路仿真1 实验目的设计一个直流降压斩波电路,并用MATLAB仿真软件进行检验。
2 实验要求(1)将24V直流电压降压输出并且平均电压可调,范围为0-24V。
(2)利用Simulink对降压斩波电路和升降压斩波的仿真结果进行详细分析,与采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较,进一步验证了仿真结果的正确性。
3 实验原理(1)降压斩波电路原理降压斩波电路的原理图以及工作波形如图1.1所示。
该电路使用一个全控型器件V,图中为IGBT。
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,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
图1.1 降压斩波电路原理图如图1.2中V的栅极电压u GE波形所示,在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按指数上升。
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,通常是串联的电感L值较大。
至一个周期T结束,在驱动V导通,重复上一周期的过程。
当工作处于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等,如图1.2所示。
负载电压平均值为E E TE U α==+=on off on on tt t t o 式1.1式中,t on 为V 处于通态的时间;t off 为V 处于断态的时间;T 为开关周期;α为导通占空比。
由式1.1可知,输出到负载的电压平均值U o 最大为E ,减小占空比α,U o 随之减小。
因此将该电路称为降压斩波电路。
也称buck 变换器。
负载电流平均值为RE U I mo o -=图1.2 降压斩波电路的工作波形(2)设计降压斩波电路 1 ) IGBT 驱动电路的设计IGBT 的驱动是矩形波,所以我选择了由比较器LM358产生矩形波。
斩波电路的MATLAB仿真研究
课程设计计算说明书课程名称:电力电子技术课程设计设计题目:斩波电路的MATLAB仿真研究专业班级:————————————学生姓名:————————————指导老师:电力电子课程设计指导小组2014年6月20日说明1.课程设计结束之前,每个学生都必须认真撰写《课程设计计算说明书》。
课程设计计算说明书要求内容完整,条理清晰,书面清洁,字迹工整。
2 .说明书一般包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述、结论等几方面,或按照课程设计指导书及指导教师的具体要求进行撰写。
3.课程设计图纸要求布局美观,图面整洁,图表清楚,尺寸标识准确,线型及标注符合国家或行业相关标准。
4.学生应独立完成各自设计计算说明书的写作,即使同组学生在设计过程中经过讨论得到的共同设计结果也应独立表述。
5.课程设计说明书按照封面、成绩评定表、目录、正文的次序装订成册。
6.课程设计应按设计期间的工作态度和课程设计任务的完成情况,设计说明书的水平、相关知识能力的掌握情况等项目分别评定成绩。
7.各项目内容及所占比例由课程设计指导教师自行确定,并以百分制形式填入“学生成绩评定表”。
总成绩采用五级分制。
8.本页采用“设计说明书”专用纸打印。
9.课程设计结束后将计算说明书交学院教学办公室保存。
学生成绩评定表目录一、设计的目的及要求二、设计任务三、仿真研究的内容1、降压斩波电路2、升压斩波电路3、升降压斩波电路四、斩波电路的建模与仿真1、直流降压斩波电路2、直流升压斩波电路3、直流升降压斩波电路五、总结六、参考文献一、设计的目的及要求本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一。
本课程设计的任务是利用所学《电力电子技术》专业知识,以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础,完成对所学电力电子器件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以及逆变电路的建模与仿真。
其目的是培养学生综合运用所学知识,分析、解决工程实际问题的能力;巩固学生所学知识的同时,提高学生的专业素质,这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。
2021年电力电子MATLAB仿真实验报告直流斩波单相交流调压实验
电力电子MATLAB仿真试验汇报
专业: 电气工程及其自动化
班级: 电气110X班
姓名: XXXXXXXX
学号: 0XXXX
兰州交通大学自动化与电气工程学院
年 6月 2日
一直流斩波试验
(1)直流降压斩波
1 直流降压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=220V
Em=100V
2 直流降压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 60%
(2)直流升压斩波
1 直流升压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=200V
2 直流升压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 80%
二单相交流调压试验
1单相交流调压电阻负载电路原理图:
图1
2 单相交流调压电阻负载波形以下:
图2 触发角为120度3单相交流调压阻感负载电路原理图:
图3
4 单相交流调压阻感负载波形以下:
图4 触发角为120度。
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。
升压斩波电路matlab仿真
课程设计任务书一、设计题目DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路设计二、主要内容设计一个DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路,利用MATLAB/PSIM 仿真软件,对所设计的电路进行仿真验证。
基本参数为:输入电压为3-6V ,输出电压为15V ,纹波电压为输出电压的0.2% ,负载电阻为10Ω,开关管选用MOSFET,工作频率为40KHz。
三、具体要求1.根据DC/DC Boost变换器的工作原理设计电感和电容参数;2.建立DC/DC Boost变换器仿真模型;3.研究MOSFET门极触发脉冲V g、电感电压V L、电感电流i L、输出电压V O、MOSFET 电流i Q1、二极管电流i D1的波形,并对结果进行分析;4.将电感值分别减小为临界电感的一半和二分之一,仿真分析电感电流断续时的Boost 变换器工作情况;5.设计控制电路,保证输入电压或负载变化± 20%时,输出电压保持不变,且纹波控制在2%以内。
根据电压负反馈控制的基本原则,确定补偿网络传递函数的形式和参数大小,并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定;6.撰写设计报告。
四、进度安排1.每个同学选定题目,独立查阅文献资料;2.熟悉仿真软件;3.主电路参数设计;4.建立主电路仿真模型和完成开环状态下仿真验证;5.控制电路参数设计;6.建立控制电路仿真模型和完成闭环状态下仿真验证;7.编写不少于3000字的项目总结报告及提供仿真模型(电子版);8.总结与答辩;五、完成后应上交的材料1. 设计报告;2. 仿真模型(电子版)。
六、总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日摘要直流斩波电路是一种将电压恒定的直流电变换为电压可调的直流电的电力电子变流装置,亦称直流斩波器或DC/DC变换器。
用斩波器实现直流变换的基本思想是通过对电力电子开关器件的快速通、断控制把恒定的直流电压或电流斩切成一系列的脉冲电压或电流,在一定滤波的条件下,在负载上可以获得平均值可小于或大于电源的电压或电流。
matlab课程设计---直流斩波电路
直流斩波电路一.设计目的:1.熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理。
2.掌握两种基本斩波电路的工作状态, 学会应用Matlab的可视化工具Simulink建立电路的仿真模型的方法,在此基础上对升降压斩波电路进行详细的分析,以提高设计模型的能力及加强对Matlab/Simulink软件的熟练程度。
3.了解电路图的波形情况, 认真分析仿真结果,深刻体会Matlab软件对于电力电子电路设计的重要作用。
二.软件介绍Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
Simulink是Matlab软件下的一个附加组件,是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包。
支持连续、离散以及两者混合的线性和非线性系统,同时它也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速率的仿真系统。
在其下提供了丰富的仿真模块。
其主要功能是实现动态系统建模、方针与分析,可以预先对系统进行仿真分析,按仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数。
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。
直流斩波电路的MATLAB建模与仿真
直流斩波电路的MATLAB建模与仿真摘要:直流斩波电路包括降圧斩波电路,升压斩波电路,升降压斩波电路,Cuk斩波电路,Sepic斩波电路和Zetd斩波电路。
本实验设计的是Buck降压斩波电路,采用全控型器件IGBT。
根据Buck降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路,并通过Matlab仿真分析。
关键词:降压斩波、主电路、控制电路、驱动及保护电路。
Abstract *De chopping circuit including step-down chopper circuit, boost chopper circuit, buck chopper circuit, Cuk chopping circuit, Sepic chopper circuit and Zeta chopper circuit .Buck step-down chopper circuit is designed in this study, using IGBT type control device・ According to Buck step-down chopper circuit design task requirement design of main circuit, control circuit, drive and protection circuit, and through Mat lab simulation analysis・Key Words: Step-down chopper, main circuit, control circuit, drive and protection circuit・引言:直流传动是斩波电路应用的传统领域,而开关电源则是斩波电路应用的新领域,是电力电子领域的一大热点。
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。
降压式斩波电路的仿真
占空比D=80%的仿真波形
在降压式斩波电路中,在开关S导通期间,二极管VD反向偏置,输入提供的能量加到负载和电感电容上。在开关S断开期间,电感与二极管构成电流通路,并将电感中存储的能量传送给负载。
在一个周期内,当开关S导通时,电感L上的电压为正值时,电路中的电流在增加;当开关S断开时,电感L上的电压为负值时,电路中的电流在减小。如此往复,可知,开关S导通和关断的时间的大小会影响输出电压的大小,开关S导通和关断的时间的大小又关系到占空比D的大小,可知,开关占空比D的大小会影响输出电压的大小,即U0=D*Dd,这也刚好验证了了上两幅图。
3、设置仿真参数。
本例中我们设置仿真的终止时间为10s,算法ode23tb。
四、仿真模型
第1页共3页指导教师签名
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程学院班级姓名学号
实训名称降压式斩波电路的仿真实训日期
五、实验结果
占空比D=40%的仿真波形
第2页共3页指导教师签名
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程学院班级姓名学号
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程学院班级姓名学号
实训名称降压式斩波电路的仿真实训日期
一、实验目的
1、了解MATLAB的工作环境,并能熟练地运用Simulink中的各种模块组合建立仿真模型,设置各种模块参数及仿真参数,运行和结果分析。
2、了解占空比D与输出电压U0之间的数量关系。
3、通过仿真,进一步了解降压式斩波电路的工作原理。
从理论上分析,负载两端的电压应该是一条平直的直线,而从仿真结果来看,却是一条波动的曲线,这也验证了理论结果不可能与仿真结果完全一致的说法。
第3页共3页指导教师签名
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
升降压直流电路MATLAB仿真 13,15号(行业知识)
JIU JIANG UNIVERSITY电力电子技术课程设计题目升降压直流电路的MATLAB仿真院系电子工程学院专业自动化姓名邱慧勇年级 A133113(15) 指导教师张波2016年 5 月摘要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型晶体管。
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。
本文着重介绍升降压斩波电路(Buck-Boost chopper)的原理和基于matlab 的simulink的升降压斩波电路的仿真以及用一种芯片的方法实现升降压斩波。
关键词:直流—直流变流电路;升降压斩波;simulink;仿真目录引言 (5)1 课程设计的任务................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 论文格式基本要求.................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 论文页眉页脚的编排................................................................ 错误!未定义书签。
1.3 论文正文格式............................................................................ 错误!未定义书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
பைடு நூலகம்
当V处于通态期间,UL=E;而当V处于断态期间,UL=-Uo。于是
所以,输出电压为
二 参数设定
设输入电压Uo=50V 纹波电压小于0.02% 脉冲周期T=1e-4s 负载R=450Ω 电感L=1.1e-2H 电容C=4.5e-4F
三 MATLAB仿真电路图
由上图,电阻电压的理论值应为36V,实际输出略小于36V,造成此误差的原因 是半导体器件导通时存在管压降,会使输出电压小于理想结果。由于纹波电 压的存在,电阻电压波形在某一值附近上下波动,电阻电流波形随电阻电压 波形变化。由电路图可知,电容和电阻并联,所以电容电压波形同电阻电压。 由i=C*du/dt可知,电容电流与电容电压的变化速率成正比。由电容电压波形 可以看出其变化速率在逐渐减小,故电容电流也逐渐减小。电阻波形和电容 波形的纹波电压约为△U/U0=(34.75534.76)/2/[(34.755+34.76)/2]=0.000215=0.0215%。 注: 纹波电压:直流电压本来应该是一个固定的值, 但是很多时候它是通过交流 电压整流、滤波后得来的,由于滤波不彻底,就会有剩余的交流成分,即使 采用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。事实上,即便是最好的基准电 压源器件,其输出电压也是有波纹的