MatlabBuck电路的仿真
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MATLAB 仿真报告2
题目:Buck 电路的仿真
一降压变换器,输入电压为600V,输出电压450V,电感值2mH、电容值
1mF,负载电阻3 ,开关频率为2kHz。
用SimPowerSystems 中的模块建立仿真电路。开关管选IGBT 模块。
(1) 计算开关器件的占空比。
D 450
=75%
600
(2)对电路进行仿真。
(a)记录电容电压波形,计算稳态电压值,计算启动时的超调量;
解:电容电压波形如下图所示,稳态电压值如上图V=29.74v。启动时的超调量如下图所示,Matlab给出启动时超调量为46.905%
b)记录电感电流波形,计算稳态电流平均值,记录启动时的电流瞬时峰值;由图1可以得出,稳态电流平均值为I=6.441A,启动时电流瞬时峰值为
26.95A.
c)测量纹波电压和纹波电流;
纹波电压波形如图1,纹波电流波形如图2。
图1中电压最大值Umax = 30.162V;电压最小值为Umin = 29.720V.
图2中电流最大值Imax = 13.568A;电流最小值Imin = 6.479A.
d)用理论分析上述结果。
在开关管打开的时候,电压加在电感两端给电感充电,在开关管闭合的时候,电感两端放电,被电容吸收,无功功率在电路中传输,造成了V ripple以及I ripple,导致纹波的产生。
(3) 将电感值修改为0.5mH。比较开关管分别选择为IGBT 和IGBT/Diode 时,
波形有什么差别,并解释原因。
电感减少以后,将IGBT换成IGBT/Diode,电路的波形由原来的CCM工作在了DCM,电路超调量减小,稳定性上升,原因是IGBT/Diode在CE点之间接入一个二极管,似的电路的电流电压被钳制在一个稳定值,电路启动时,不会拥有过大的超调量,电路的稳定性上升。
(4) 以(2)中的仿真为基础,不改变主电路的拓扑和参数,试通过控制手段,降
低电路启动时电压电流的超调量。
在电路中加入一个串联校正控制器,电路的超调量有着明显的下降。