基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真
升压站配电装置matlab仿真模拟
风电场电气工程课程设计报告升压站配电装置matlab仿真模拟一、课程设计要求与内容1.1课程设计要求：(1)掌握风电场电气主接线设计的基本要求。
(2)掌握发电厂电气主接线的几种常用接线方式并分析各接线方式的特点。
(3)熟悉各种电气主接线方案的经济性能比较方法。
(4)掌握几种主要电气设备的选型计算方法。
(5)掌握配电装置布置的基本要求，并能画出简单的配电装置布置图。
在课程设计过程中，要求学生严格遵守作息时间，记录当天方案设计和理论分析计算细节，独立自主严格按照规定的进度要求完成相应的工作。
其他要求见课程设计指导书。
1.2课程设计主要内容：根据课程设计题目给出的风电场及电力系统相关资料，完成电气主接线方案设计及经济性分析计算，画出电气一次主接线图及升压变电站配电装置布置图。
已知技术条件与参数某风电场安装2.0 MW双馈式风电机组69台，每7台集成一路接入升压变电站（其中一组为6台），经两条架空线路（110 Kv，距离分别为30 km和40 km）与系统连接，并向距风电场15 km处有一容量约为1200 KW的集中II类负荷供电（额定功率因数为0.8滞后），其地理接线图如下图所示。
系统变电站A向主变高压侧提供的短路电流数据：三相短路电流周期分量 7.5 KA短路冲击电流峰值 20.5 KA短路冲击全电流有效值 11.3 KA系统变电站B向主变高压侧提供的短路电流数据：三相短路电流周期分量 6.8 KA短路冲击电流峰值 19.1 KA短路冲击全电流有效值 10.2 KA风电机组向主变低压侧提供的短路电流数据：三相短路电流周期分量 10.5 KA短路冲击电流峰值 25.3 KA短路冲击全电流有效值 15.2 KA课题完成后应提交的文件（设计说明书、图表、设计图纸等）（1）电气主接线图；（2）课程设计说明书；（3）第1组同学提交各自负责的选型计算或工程设计图；（4）第2组同学提交各自负责的MATLAB模型及仿真结果。
电力电子课程设计matlab仿真实验
一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计内容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。
仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。
②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
《MATLAB工程应用》升降压(Buck-Boost)变换器仿真
《MATLAB工程应用》升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景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。
升降压变换器通过调节直流侧电源的占空比来进行升压与降压，当占空比为1/3，输出电压为10v时，为降压，当占空比为2/3，输出电压为40v时，为升压。
通过二极管的单向导电性正向向负载充电，逆向二极管续流，大电感使得电流连续且脉动小，以及mosfet开关管的控制二、原理分析(设计理念)开关管T导通时，二极管阴极接电压源正极，承受反向电压而截止，输入电压Us直接加在电感L上,极性为上正下负，电流流过电感使之储能增加。
开关管工截止时，电感电流云有减小的趋势，电感线圈产生自感电势反向,为下正上负，二极管口受正向压降而导通，电感通过二极管对电容C 充电，C储能，以备下导通时对负载放电维持输出U0不变。
Buck- Boost 变换器的电压增益随占空比的变化可以降压也可以升压，这是它的主要优点,但是开关管和二极管关断时承受的最大电压为Us+U。
，但是开关管和二极管关断时承受的最大电压为Us+U。
，这显然对器件的要求比Buck 变换器和 Boost 变换器更苛刻。
同时 Buck -Boost 变换器的输入电流和输出电流都是脉动的，为了平波需要加入滤波器 , 结果使电路稍显复杂。
三、过程论述设计总图，器件的使用情况和布局连线脉冲发生器设置（占空比为1/3时，降压）电容c的参数设定Mosfet与diode的参数均为参省值电感l的参数设定电阻r的参数设定四、结果分析对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。
从上到下依次为触发脉冲Ug，电感电压UL，电感电流iL,开关管电流iT，二极管电流iD，输出电压U0。
通过对二极管导通时对负载进行充电，关断时，二极管进行续流左右，而实现对直流电压的升压或降压（直流电压占空比的更改进行选择），并通过电感电容进行减小电流的脉动以及滤波。
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。
基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真
基于MATLAB 的升压－降压式变换器的仿真一、摘要直流斩波电路就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称DC/VC 变换。
使用直流斩波技术，不仅可以实现调压功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因素的目的。
直流斩波技术主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。
直流斩波包括降压斩波电路、升压斩波电路和升降压斩波电路。
而利用升压——降压变换器，既可以实现升压，也可以实现降压。
关键词 MATLAB 升压－降压式变换器 斩波电路 仿真二、设计目的和意义通过对升压-降压（Boost-Buck ）式变换器电路理论的分析，建立基于Simulink 的升压-降压式变换器的仿真模型，运用绝缘栅双极晶体管（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。
通过仿真分析验证所建模型的正确性。
三、设计原理升压-降压式变换器电路图如图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。
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 对时间的积分为零图1 升压-降压式变换器电路则 ： 00=⎰dt u T L当V 处于通态期间时，E u L =；而当V 处于端态期间时，=L u 0u -。
于是，=on Et off t U 0，所以输出电压为: E E t t U off on βα==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。
基于Matlab_Simulink的升压变换器仿真方法
收 稿 日期 ：２０ — ４ ２ ０８０—８ 基 金 项 目 ：河 南 省教 育 厅 自然 基 金项 目（０ ６ ７ ｏ ７ ２ ｏ４ ０ ０ ） 作 者 简介 ：曹 文 思 （９８ ） 男 ， 南开 封 人 ， 师 ， 士 ， 究 方 向为 电工理 论 与 新 技术 ． １７ 一 ， 河 讲 硕 研
．
工 方 Ｉ 关 源 换 工 在 续 式 静＞１）开 电 作 式： 电 变 器 作 连 模 时 ｄ一 ：关 ３ Ｊ 开 （ｄ 源 换 工 在 续 式 静＜１） 变 器 作 断 模 时 ｄ一 ． （ｄ 图ＦｏＣ 变器路 １ｏＤＣ换电图 ｓ． ｉｔＤ ｇ Ｂ
．
１ Ｂｏ ｓ ｏ ｖ ｒｅ ｉｃ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｔｒｃ ｒ ｕ ｔ ｃ
４００） ５０ ２
摘
要：Ｄ — ｃ开关 变换 电路是一 个时 变的、 ｃＤ 非线性 的动态 系统 ， 其分析与设计一直是一个难题 ．对 Ｂ ｏｔ ｏｓ 电路的
开关过程进行 了分析 ， 并且应用 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ软件对典型升压变换 器的电路模型和数学模型应用 ３ 方法分别进行了仿 种
真对比， 结果是一致的， 且与理论相符， 仿真方法可应用分析其它 Ｃ Ｍ 或 Ｄ Ｍ状 态下的 Ｄ — Ｃ开关变换 电路中． Ｃ Ｃ ＣＤ
关 键 词 ：升 压 变换 器； 状 态 空 间平 均 法 ； 仿真 ； 数 学模 型 中图 分 类号 ：Ｔ ７ ． Ｐ２ ３ ５ 文献 标 识 码 ：Ａ
由于 Ｄ — Ｃ开关 电源具 有高效率 、 ＣＤ 高功率密度 和高可靠性 等优点 ， 越来 越广泛地应 用于通讯 、 计算 机 、 工 业设备和 家用 电器等 领域 ．开关变换器 的分析和 设计【 Ｉ 已经成 为研究 的重点 ．但 由于 Ｐ ＷＭ 开关变 换器是一 个强非 线性 时变 电路 ， 要准确 找到其解 析解 相 当困难 ， 目前 常用 的分析方 法有 Ｒ Ｄ Ｍｉｄｅ ｒ ｋ和 Ｓｏ ｏ ａ ． ． ｄ ｌｂｏ ｏ ｌｂｄ ｎ Ｃ ｋ提 出的状 态空 间平均 法 ， 水生提 出的等效 小参量 分析 法等【１ 文 以典型升 压 （ｏ ｓ 开 关变换 器 为 ｕ 丘 ｌ ．本 － ２ Ｂ ｏｔ ）
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。
巧用Matlab仿真DC―DC变换器
巧用Matlab仿真DC-DC变换器一、引言案例学习法是选择合适、恰当、典型的案例进行讲授的，可极大地调动起学生强烈的求知欲[1-2] 。
而Matlab 软件有强大的仿真功能，可直观地再现电路的基本定律、定理，以及电路的响应曲线、特性分析，效果非常动态、形象。
比较难理解的推导过程，通过Matlab 仿真，即可轻松掌握[3] 。
因此可将Matlab 与所学课程融合起来，尽量减少理论推导，着重培养学生利用Matlab 去分析解决问题，加强实践锻炼，开拓思路，开阔思维，全面锻炼其能力。
二、案例学习法的应用实践在课堂学习中采用案例学习法，一上课，老师就抛出一个精心挑选的具体案例，提出需要解决的问题，一下就抓住学生的眼球，激发起学生的认知兴趣和情感，充分调动起学生的积极性和兴趣；然后由师生共同分析讨论，层层剖析需要解决的问题，启发学生的思维，让学生用最短的时间和精力投入到学习最佳状态中；接下来找出合适的方法，解决问题。
下面列举一个实际案例讲解。
1. 提出问题，引入案例。
试设计一个变换器电路，要求输入电压为3〜6V的不稳定直流电压，输出为稳定的15V直流电压。
要求纹波电压低于0.2%，负载电阻为10Q。
2. 分析讨论，剖析案例。
师生共同就提出的问题进行讨论、分析，得知该电路是一个DC-DC升压变换器。
师生共同设计电路如图1所示。
Us为输入电压，大小为3〜6V, Uo为输出电压。
通过开关管T的控制作用，来实现升压变换。
输入侧电压串接大电感，是电流源性质，输出侧负载电阻上并联大电容，是电压源性质。
开关管选用MOSFET开关频率选为40KHN电路中其他元件参数如下：占空比调节范围：Uo/Us=15/6=1/（1-DCmin）DCmin=0.6 （1）Uo/Us=15/3=1/（1-DCmax）DCmax=0.8 （2）临界电感值：Lc=R/2*DCmin（1-DCmin）2*Ts=10/2*0.6（1-0.6 ）2*1/4000=12 卩H （3）实际电感值取临界值的1.2倍，因此L取15卩Ho 根据纹波要求计算电容值：C=Vo*Dcmax*Ts/R^ Vo=15*0.8/10*0.002*15*4000=1mF （4）实际中所取电容值应该有一个裕量，在本例中不再留裕量，电容就直接取1mF o3. 巧用Matlab仿真案例，解决问题。
MATLAB仿真 Buck电路的设计与仿真
MATLAB仿真技术作业题目：Buck电路的设计与仿真1、Buck电路设计：设计一降压变换器，输入电压为20V，输出电压5V，要求纹波电压为输出电压的0.5％，负载电阻10欧姆，求工作频率分别为10kHz和50kHz时所需的电感、电容。
实验电路图：Iob=10V/10R=1A10kHz :L=1.875mH C=10mF D=25%电压波形实际值：稳态电压：V0=9.375V 稳态直流纹波电压△V0=38mV理论值：稳态电压：V0=10V 稳态直流纹波电压△V0=50mV误差：V0误差=(10-9.375)/10=6.25%△V0误差=(50-38)/50=24%电流波形实际电流波动值：△I=0.407A理论电流波动值：△I=0.4A误差率=（0.4-0.407）/0.4=-1.75%D=50% 稳态直流电压V0=19.5V 改变L=0.1875mH D=25%电感电流波形直流电压波形稳态直流电压值V0=13.05V 误差率=(13.05-10)/10=30.5%与同一占空比下电流连续时的直流电压值进行比较误差=(13.05-9.375)=3.675V 稳态直流纹波电压△V0=0.5V理论稳态直流纹波电压△V0=0.005V误差=0.5-0.005=0.495V50kHz :L=2.5mH C=5uF D=25% Lmin=75uH直流电压波形实际值：稳态电压：V0=9.375V 稳态直流纹波电压△V0=0.024V理论值：稳态电压：V0=10V 稳态直流纹波电压△V0=0.05V误差：V0误差率=(10-9.375)/10=6.25%△V0误差率=（0.05-0.024）/0.05=52%电流波形实际电流波动值：△I=0.062A理论电流波动值：△I=0.06A误差率=(0.062-0.06)/0.06=3.33%D=50% 稳态直流电压V0=19.508V电压波形。
《MATLAB工程应用》---升降压(Buck-Boost)变换器仿真
《MATLAB工程应用》升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景Buck-Boost变换器在目前的各类计算机等各类智能电子设备中广泛应用，其优点在于效率高，可以输出大电流，且静态电流小。
其高效节能的优点也带来了很大的收益，随着科技在进步，变换器技术也在进步。
二、原理分析BOOST电路中，主电路由开关管、二极管VD、储能滤波电感L 、输出滤波电容C等组成。
它是DC-DC变换器中最常用的电路’因为输出电压大于输入电压的非隔离型变压电路，所以又叫作升压型变换器。
其可看作是Buck变换器与Boost变换器串联而成。
Buck-Boost 型开关电源以其电路结构简洁，输入电压范围宽，可升降压，输入输出电压极性相反，被广泛应用于中小功率DC/DC变换场合。
电感影响输出纹波大小，电压的调整率。
电容起到滤波的作用，可根据输出脉动电压峰峰值来确定。
三、过程论述Simulink Library Browser先找出R、L、C并将R设为10Ω，L 设为133e-6H,C设为1.67e-3F。
其次Simulink Library Browser 中找到示波器scope，并设置为6个通道。
接着设置DC直流电源，设置电压为20V。
在Power electronics中找到Mosfet以及Diode 参数不动。
找到Pulse Generator及Multimeter将其与示波器连接。
最后找出powergui放入连线图，连线如图一。
四、结果分析仿真时间为0.1s，连线图如图一所示，波形图如图二所示。
图1 设计连线图图二波形图图四 C赋值图三 L赋值图五 R赋值五、课程设计总结通过这次课程设计，我学会了如何利用matlab实现各种实验仿真，熟练学会了升压降压变换器的原理，对我的专业知识有了很大提升。
在设计中，对RLC的值计算算是卡的比较久的但还是解决了。
参考文献［1］周建兴.MATLAB从入门到精通.北京：人民邮电出版社，2008［2］龚纯，王正林.MA TLAB最优化计算.北京：电子工业出版社, 2009.。
直流升压变换器的MATLAB仿真 控制仿真作业
学号天津城建大学控制系统仿真大作业直流升压变换器的MATLAB仿真学生姓名班级成绩控制与机械工程学院2014年6 月20 日目录一、绪论 (1)二、仿真电路原理图及原理 (1)三、所使用的Matlab工具箱与模块库 (2)四、模块参数设定 (2)五、模块封装与仿真框图搭建 (2)六、仿真结果 (6)七、结论 (6)八、参考文献 (7)一、绪论在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，成为直流-直流变换。
直流变换的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其它领域的交直流电源。
根据电力电子技术原理，升压式（Boost ）斩波器的输出电压0u 高于输入电源电压s u ，控制开关与负载并联连接，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on t ，关断时间off t ，开关工作周期off on t t T +=。
定义占空比或导通比/T t D on =，定义升压比S o /U U =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 off o u 1u t T β==U ，升压比的倒数Tt 1off ==αβ。
还有，1D =+β。
由此可见，当s u 一定时，改变β就可以调节0u 。
当const 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、仿真电路原理图及原理原理图如图1所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为1 I ，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压0u 为恒值，记为0u 。
设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on 1t EI 。
图1V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为()off 10t I E -u ，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量能量相等。
电力电子技术matlab仿真实验报告
上海电机学院卢昌钰 BG0801 10号1.单相半波可控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=30°）接线图电阻性负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）有问题接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入与输出电压波形2.单相桥式全控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=60°）电阻性负载电路图搭建电阻负载输入电压和输出电压对比电阻负载直流电压和电流波形电阻负载时晶闸管T1的波形电流i2的曲线（2）电感性负载（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）阻感负载电路图搭建阻感负载电压输入与输出波形阻感负载输出电流id阻感负载输出电压ud阻感负载交变时的电流i2阻感负载交变时的电压u2阻感负载VT1的电压波形（3）电感性负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）电感性负载+续流二极管接线图输入和输出电压波形负载电流负载电压二次侧电流晶闸管两端电压3.单相桥式半空整流电路（1）电阻负载（R=1欧姆，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管VT1电压，二极管VD4电压，二极管VD4电流波形图4.三相半波可控整流电路电阻负载接线图（0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻30°）阻感负载接线图（30°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（阻感30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°）5．三相全控整流电路电阻负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°导通角）6 降压BUCK电路降压斩波电路（电流连续）接线图BUCK变换器电感电流连续时仿真波形BUCK变换器电感电流断续时仿真波形7 升压Boost电路升压Boost变换器仿真接线图升压Boost变换器连续工作升压Boost变换器断续工作8 单相全桥方波逆变电路单相全桥方波电阻负载逆变电路接线图电阻负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形单相全桥方波阻感负载逆变电路接线图阻感负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形9 三相方波逆变电路三相方波逆变电路接线图三相方波逆变电路仿真波形（感性无功=100Var）10单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路在下：输出电压，电流和直流侧电流波形。
【最新精选】升降压斩波电路matlab仿真
升降压斩波电路matlab 仿真1、电路原理当可控开关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L 中储存的能量向负载L 释放，电流为i2。
负载电压极性为上正下负，与电源电压极性相反。
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0=⎰dt T L U当V 处于通态期间，UL=E ；而当V 处于断态期间，UL=-Uo 。
于是 off o on t U Et =所以，输出电压为E E t T t E t t U on on off on o αα-=-==12、参数设定设输入电压Uo=20V ，输出电压为10~40V ，纹波电压0.2%，开关频率20kHz ，负载10Ω，电感电流连续，求α,L,C, 并仿真。
Uo=α/(1-α)*EΔUo/U=(α*T)/(C*R)T=1/fL=1/2*(1-α)^2*R*T解得 1/3<α<2/3，0.83mF<C<1.67mF,27.8*e-6<L<111.11*e-6为保证电感电流和电容电压基本为定值，应是电感电容较大，故，C=1.67mF，L=111.11*e-6H。
3、matlab仿真电路图如图所示参数设定为，E=20V，触发电压为3V，频率为20kHz，电感为1/8000H，电容为1/500F，电阻为10欧。
仿真结果如下，上图为电阻电流，下图为电阻两端电压。
α=1/3;α=1/2有仿真结果可知，输出电压先增大，逐渐趋于稳定。
【附加总结类文档一篇，不需要的朋友可以下载后编辑删除，谢谢】2015年文化馆个人工作总结在XXXX年X月，本人从XXXX学院毕业，来到了实现我梦想的舞台--XX区文化馆工作。
在这里我用艰辛的努力，勤劳的付出，真诚而认真地工作态度认真的做好自身的每一项文化馆相关工作，取得了较为良好的工作业绩。
- 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)。
基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真自动0703 祁婕一、摘要（150-250字）直流斩波电路(DC Chopper)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，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。
应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行了较详细的仿真分析。
本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路的工作原理，又用Matlab 对升压-降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。
二、设计目的和意义通过本次设计，希望达到以下目的：1、理解直流斩波电路中：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的工作原理，熟悉其原理图及工作时的波形图，掌握着两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点，并在理解的基础上会对直流斩波电路进行分析计算，加深对直流斩波电路的掌握及应用。
2、掌握应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立电路的仿真模型的方法，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行详细的仿真分析，以提高设计建模的能力及加强对Matlab/Simulink软件的熟练程度。
3、认真分析总结仿真结果，将仿真波形与常规分析方法得到的结果进行比较，总结结论，体会Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值。
三、设计原理1、降压斩波电路（Buck Chopper)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uo=E，负载电流io按指数曲线上升。
（2）t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
（3）t=t2时刻，再次驱动V导通，重复上述过程。
a) 原理图b) 电流连续时的波形图图（1） 降压斩波电路的原理图及波形图数量关系： 负载电压平均值：E E Tt E t t t U on off on on α==+=0 ton ——V 在一个周期内的导通时间 toff ——V 在一个周期内的关断时间 T 为斩波周期，T ＝ton ＋t0ff a--导通占空比 负载电流平均值：RE U I M -=00 2、升压斩波电路（Boost Chopper ）工作原理（1）假设L 和C 值很大。
（2）V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定I1，电容C 向负载R 供电，输出电压Uo 恒定。
（3）V 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。
a) 原理图b) 波形图图（2） 升压斩波电路的原理图及波形图数量关系：设V 通态的时间为ton ，此阶段L 上积蓄的能量为 on t EI 1设V 断态的时间为toff ，则此期间电感L 释放能量为 off t I E U 10)(-稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等：off off t I E U t EI 101)(-= 化简得：E t T E t t t U on on off on =+=0 T/off>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。
3、升降压斩波电路(buck -boost Chopper)工作原理（1）V 通时，电源E 经V 向L 供电使其贮能，此时电流为i1。
同时，C 维持输出电压恒定并向负载R 供电。
（2）V 断时，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。
a) 原理图b) 波形图图（3） 升压/降压斩波电路的原理图及波形图数量关系：稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压uL 对时间的积分为零，即：00=⎰t T L d u 当V 处于通态时，E u L =；当V 处于断态时，o L u u -=；于是：offon t U Et 0= 所以输出电压为： E E t T t E t t U on on off on αα-=-==10 由此可见，改变导通占空比α，就能够控制斩波电路输出电压U 。
的大小。
当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压，故称作升降压斩波电路。
图（3）b)中给出了电源电流i1和负载电流i2的波形，设两者的平均值分别为I1和I2，当电流脉动足够小时，有：off on t t I I =21 由上式可得：1121I I t t I on off αα-== 如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时，则：21I U EI o = 其输出功率和输入功率相等，可将其看作直流变压器。
四、 详细设计步骤1、根据升降压斩波电路原理图，如图（3），建立升压-降压式变换器仿真模型，如图（4）所示：图（4）升压-降压式变换器仿真模型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 ,控制脉冲占空比分别设为50％、33.3%、75%。
五、 设计结果及分析参数设置完毕后，启动仿真，得到如下仿真结果。
其中，Ic 为IGBT 电流，Id 为二级管电流，I1为电感电流，V 为负载电压。
1、脉冲发生器中的脉冲宽度设置为脉宽的50%，仿真结果如图（5）所示：图（5）控制脉冲占空比50%从图5可以看出，负载上平均电压为100 V ，波形为有少许波纹的直流电压； 理论计算：V E E U 10010==-=αα，Uo 与E 极性相反； 仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。
2、脉冲发生器中的脉冲宽度设置为脉宽的33.3%，仿真结果如图（6）所示：图（6）控制脉冲占空比33.3%从图6可以看出，负载上平均电压为50 V ，波形为有少许波纹的直流电压； 理论计算：V E E U 502110==-=αα，Uo 与E 极性相反； 仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。
3、脉冲发生器中的脉冲宽度设置为脉宽的75%，仿真结果如图（7）所示：图（7）控制脉冲占空比75%从图7可以看出，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：V E E U 300310==-=αα，Uo 与E 极性相反； 仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。
六、 总结通过以上的仿真过程分析，可以得到下列结论：(1)直流斩波电路可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，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。
直流斩波技术主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。
(2)升降压斩波电路（Boost- Buck Chopper ）能够方便的调节输出电压，由于输出电压为： E E t T t E t t U on on off on αα-=-==10 ；若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低，当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压，轻松实现直流变换中的升压和降压作用，工业生产应用广泛。
(3)直流变换电路主要以全控型电力电子器件作为开关器件，通过控制主电路的接通与断开，将恒定的直流斩成断续的方波，经滤波后变为电压可调的直流输出电压。
利用Simulink 对降压斩波电路和升降压斩波的仿真结果进行了详细分析，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。
(4)采用Matlab/Simulink 对直流斩波电路进行仿真分析，避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程，得到了一种较为直观、快捷分析斩波电路的新方法。
同时其建模方法也适用于其他斩波电路的方针，只需对电路结构稍作改变即可实现，因此实用性较强。
(5)应用Matlab/Simulink 进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并且能直观的观察到仿真结果随参数的变化情况，方便学习与研究。
七、 体会本次设计中我查阅了相关书籍、资料，首先对直流斩波电路有了大致的掌握，直流变换电路主要以全控型电力电子器件作为开关器件，通过控制主电路的接通与断开，将恒定的直流斩成断续的方波，经滤波后变为电压可调的直流输出电压。
进一步复习了直流斩波电路的基本类型，包括降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路等，理解了其工作原理，熟悉其原理图及工作时的波形图，掌握了这几种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点，并在理解的基础上能对直流斩波电路进行分析计算，加深了对直流斩波电路的掌握及应用。
通过使用Matlab 的可视化仿真工具Simulink 对升降压斩波Boost —Buck 电路建立仿真模型，我更加熟悉了仿真库里的原器件，增强了画图能力，使用SCOPES （示波器），可以在运行方针时简明地观察到仿真结果，还可将多个结果放在一起以便对比，使我体会到了Matlab 的可视化仿真工具Simulink 的功能的齐全及使用的便捷。
同时在仿真建模的基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行了详细的仿真分析，将仿真波形与常规分析方法得到的结果进行比较，提高了我设计建模的能力、分析总结能力及加强了对Matlab/Simulink软件的熟练程度。
总之，通过这次基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真的设计，我无论在理论分析上还是在建模仿真上都是受益颇多，体会到了Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值，同时它也是能让我们将理论与实践相结合、将所学知识系统化联系在一起的很好的工具，经过仿真能使所学的概念理解的更清晰、知识掌握的更牢固。
八、参考文献（递增引用，引用相关内容）[1] 王兆安、黄俊．电力电子技术．机械工业出版社，2009．6[2] 王忠礼、段慧达、高玉峰．MATLAB应用技术—在电气工程与自动化专业中的应用．清华大学出版社，2007．1[3] 王辉、程坦．直流斩波电路的Matlab/Simulink仿真研究．现代电子技术，2009．5：174-175。