升压-降压式变换器的仿真讲解

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直流斩波电路工作原理分析
?升降压斩波电路
? (1)s闭合时,电源ui向L供电使其贮能,C维持输出电压 恒定并向负载R供电。
? (2)s断开时,L的能量向负载释放,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。
直流斩波电路工作原理分析
? 升压斩波电路的动态工作过程如图3-2 所示
谢谢!
?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。
基于matlab的仿真
?4.控制脉冲占空比分别为 33.3%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50V,波形为有少许波纹 的直流电压;
?理论计算: 反;
,Uo与E极性相
串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。 ? (3)t=t2时刻,s再次闭合,重复上述过程。
直流斩波电路工作原理分析
? 降压斩波电路的动态工作过程如图1-2 所示
直流斩波电路工作原理分析
? 在工作过程中,驱动信号以及电感上的电压和电流波形如 图1-3 所示。
直流斩波电路工作原理分析
? 由电感器件的伏秒平衡原理,可以得出在电流连 续和断续两种情况下, BUCK 斩波电路的输出电 压。 a) 电感电流连续时,有
直流斩波电路工作原理分析
? 由电感器件的伏秒平衡原理,可以得出在电流连续和断续 两种情况下,BUCK 斩波电路的输出电压。
? 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,电感电流断续情况下的输出电压更高
直流斩波电路工作原理分析
?升降压斩波电路
? 升降压斩波电路的拓扑结构如图3-1 所示。实线部分表示 开关器件导通时的回路,虚线部分表示开关器件关断时的 回路
? 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:
(1)假设L和C值很大。 (2)s闭合时,电源ui向电感L充电,电容C向负载R供电 (3)s断开时,电源ui和电感L同时向电容C充电,并向负载
提供能量
直流斩波电路工作原理分析
? 升压斩波电路的动态工作过程如图2-2 所示
直流斩波电路工作原理分析
? 在工作过程中,驱动信号以及电感上的电压和电流波形如 图1-2 所示。
化简可得 b) 电感电流断续时,有
化简可得
由此可以看出,电感电流断续情况下的输出电压更 高。
直流斩波电路工作原理分析
?升压斩波电路
升压斩波(BOOST)电路的拓扑结构如图2-1 所示。在图 2-1 中,实线部分表示开关器件导通时的回路,虚线部分 表示开关器件关断时的回路
直流斩波电路工作原理分析
?升压斩波电路
基于MATLAB 的 升压-降压式变换器的仿真
直流斩波电路工作原理分析
?降压斩波电路
? 降压斩波(BUCK)电路的拓扑结构图如1-1 所示。 ? 图中实线部分表示开关器件导通时的回路,虚线部分表示
器件关断时的续流回路。
直流斩波电路工作原理分析
? (1)t=to时s闭合,电源ui向负载供电,负载电压uo=ui。 ? (2)t=t1时s断开,二极管D续流,负载电流下降。通常
置为1e-03,开始仿真时间设置为0,停止仿真时间设置为 0.002 s; ? (7)控制脉冲周期设置为1e-04s
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;
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
?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:
IGBห้องสมุดไป่ตู้ 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。
? 2、由IGBT构成直流降压斩波电路(Buck Chop-per)的建模 和参数设置:
? (1)电压源参数取Uo=100V; ? (2)IGBT按默认参数设置,并取消缓冲电路; ? (3)二极管按默认参数设置; ? (4)负载参数取R=50 Ω,C=3e-06 F; ? (5)电感支路L=95e-5H ? (6)打开仿真参数窗口,选择ode23tb算法,相对误差设
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