升降压斩波电路与仿真设计
升降压斩波电路仿真报告
常熟理工学院电气与自动化工程学院《电力电子技术》课程项目制作说明书题目：Multisim仿真大作业升降压斩波电路仿真报告学号：Z********姓名：**一．电路工作原理升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper）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i1，方向如图所示。
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中储存的能量向负极释放，电流为i2,方向如图所示。
可见，负载电压极性为上负下正，与电源极性相反，所以该电路也被称为反极性斩波电路。
二．电路原理图三．参数计算与元器件选择输入直流电压U1=220V；IGBT型号：IRG4BC10U；电感L=3mH;二极管型号：1N4148；电容C=15uF;负载电阻R=10K欧姆四．仿真电路设计在了解了升降压斩波电路的工作原理后，我使用了multisim仿真软件做了电路仿真，利用了可调占空比的函数信号发生器来控制IGBT的开断，此处也可选用正弦波信号源，利用虚拟万用表来观察电压值随着占空比变化的规律.我们利用采样电阻来观察流经电感L的电流，原理图如下通过示波器发现电流基本无脉动，说明电感选择合适。
因为没有设计控制回路，所以通过手动修改函数发生器的占空比数值来控制IGBT的导通角度，同时观察万用表读取输出电压，与输入电压做比较。
通过修改占空比数值和虚拟万用表读数，可得：我们可以清楚的看到，当占空比小于50%时电路实现了降压斩波电路的功能，当占空比大于50%时电路实现了升压斩波电路的功能。
五．心得与总结通过这次升降压斩波电路仿真，让我更进一步的了解了升降压斩波电路的工作原理，也对该电路用到的IGBT的工作原理有了进一步的了解，在仿真过程中也遇到了一些问题，例如忘加地线，导致仿真频频报错，电容选择上出现问题，导致电压无法恒定，所以实际测得的电压值小于计算值，电力电子的Multisim仿真相较于以往的电路仿真和模电数电仿真最大的区别在于需要使用控制电路，但是出于简便，我并没有自己搭建控制电路，所以希望在以后的仿真中可以自己设计控制电路，升降压斩波电路的控制电路相较于整流电路的控制电路并不困难，所以希望可以尝试一下。
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。
直流升降压变换器设计与仿真
1 绪论电力电子学,又称功率电子学。
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。
为自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。
通过设计能够使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
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Multisim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。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，又用Multisim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。
2直流升降压斩波电路工作原理及输入输出关系2.1升降压斩波电路工作原理图2.1所示为升降压斩波电路（Buck-Boost Chopper）原理图及波形图。
电路中电感L值很大，电容C值也很大。
因为要使得电感电流和电容电压基本为恒指。
a) 原理图b) 波形图图2.1 升压/降压斩波电路的原理图及波形图该电路的基本工作原理：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，方向如图1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中储存的能量向负载释放，电流为I 2，方向如图1所示。
可见，负载电压极性为上负下正，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L u 对时间的积分为零。
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 。
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。
Buck-Boost变换器的设计与仿真
1 概述直流-直流变流电路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。
其中，直接直流变流电路又叫斩波电路，它包括降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper)、升降压斩波电路（Buck/Boost）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路共六种基本斩波电路。
Buck/Boost升降压斩波电路同时具有Buck斩波电路和Boost斩波电路的特点，能对直流电直接进行降压或者升压变换，应用广泛。
本文将对Buck/Boost升降压斩波电路进行详细的分析。
RVDRVDRVD 2 主电路拓扑和控制方式2.1 Buck/Boost 主电路的构成Buck/Boost 变换器的主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同，也由开关管、二极管、电感、电容等构成，如图1所示。
与Buck 和Boost 不同的是电感L 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压极性相反。
开关管也采用PWM 控制方式。
Buck/Boost 变换器也由电感电流连续和断续两种工作方式，但在实际应用中，往往要求电流不断续，即电流连续，当电路中电感值足够大时，就能使得电路工作在电流连续的状态下。
因此为了分析方便，现假设电感足够大，则在一个周期内电流连续。
图2-1 Buck/Boost 主电路结构图电流连续时有两个开关模态，即V 导通时的模态1，等效电路见图2（a ）；V 关断时的模态2，等效电路见图2（b ）。
（a ）V 导通（b ）V 关断，VD 续流图2-2 Buck/Boost 不同模态等效电路ttttt2.2 电感电流连续时的工作原理及基本关系电感电流连续工作时的工作主要波形见图2-3。
图2-3电感电流连续时的主要波形为了方便分析，假设电感、电容的值足够大，并且忽略电感的寄生电容。
电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有V 导通和V 关断两种工作模态。
仿真实验2升压斩波电路
仿真实验2 直流升压斩波电路1. 实验目的完成如下升压斩波电路的计算，然后通过仿真实验检验设计结果，并在此基础上，研究升压斩波电路的工作特点。
图2.1所示Boost变换器，输入电源电压V s=10～30V，输出电压被控为恒值V o＝48V，开关T的频率f s=40kHz，最大输出电流I omax=2A，最小输出电流I omin=0.2A。
当V s =24V时，要求变换器工作时电感电流连续，求最小升压电感L 值及输出电压纹波小于1%时的滤波电容C。
（与第3章第2讲中例题2相同）图2.12. 实验步骤1）打开文件“EXP1_boost.mdl”，自动进入simulink仿真界面，在编辑器窗口中显示如图2.2 所示的降压斩波电路的模型。
图2.2 升斩波电路的模型2）根据上述题目中给出的电路参数及计算得出的滤波电感L和电容C的值配置图2.2电路模型中各元件的参数：电源：U=24V脉冲发生器(pulse)：周期（period,s）＝25e-6 ；占空比（duty cycle,%）＝50电感L: 电感量（inductance,H）= 3.6e-4电容C: 电容量（capacitance,F）=5.4e-5电阻R：电阻值（resistance,ohms）=24记录此条件下的波形，在波形图上估算此时输出电压的纹波系数。
更改电阻参数，使负载电流为0.2A，记录此时的波形，并说明电感电流的特点。
在实验基础上，说明电感L和电容C取值的正确性。
3）观察占空比变化对输出电压的影响。
将电阻值恢复为24。
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。
4）观察开关频率和滤波参数变化对输出电压纹波的影响。
占空比恢复为50％。
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。
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。
升、降压斩波电路及仿真
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。
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
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。
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。
升降压斩波课程设计
《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。
至今电力电子技术已经成为电气工程、信息科学、能源科学三个学科领域的公共学科，可见现实中其无可替代的重要性。
该课程设计做的直流升降压斩波电路，是以SG3525为驱动电路的升降压斩波电路，其优点是响应快，加速平稳、节约能源效果好。
通过MATLAB中的SIMULINK 功能仿真，到达了预期效果。
关键词：直流—直流变流电路；升降压斩波；Simulink；仿真目录1 绪论 (1)2 总体方案设计 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 升降压直流斩波电路总体设计方案 (2)2.3 方案的确定 (2)3 主电路设计 (4)3.1 工作原理 (4)3.2 波形图 (5)3.3 主要元器件选择、参数分析 (6)4 控制与驱动电路的设计 (7)4.1 控制电路的设计 (7)4.2 驱动电路设计 (8)5 直流升压斩波电路保护电路设计 (9)5.1 过电流保护电路 (9)5.2 过电压保护电路 (9)6 Simulink仿真分析 (11)6.1 仿真软件简介 (11)6.2 建立仿真模型 (11)6.3 仿真结果分析 (14)结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录A Simulink仿真图 (20)附录B CAD电气原理图 (21)1 绪论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。
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。
升降压斩波电路仿真实验报告
升降压斩波电路仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在掌握升降压斩波电路的基本原理，学习使用Multisim软件进行电路仿真，并通过实验验证升降压斩波电路的性能。
二、实验原理1.升降压斩波电路的基本原理升降压斩波电路是一种能够将输入直流电压进行升降转换，并输出稳定直流电压的电路。
其基本原理为：当输入直流电压较低时，开关管Q1导通，将输入端的直流电源通过变压器T1输出到负载端；当输入直流电压较高时，开关管Q2导通，将输入端的直流电源通过变压器T2输出到负载端。
在这个过程中，由于开关管Q1和Q2的不断切换，产生了一系列脉冲信号，这些脉冲信号经过滤波后得到了稳定的直流输出。
2.仿真软件MultisimMultisim是一款广泛应用于模拟和数字电路设计、测试和教育方面的仿真软件。
它可以模拟各种类型的模拟和数字电路，并提供了丰富的元器件库和工具箱，使得用户可以轻松地进行电路设计和仿真。
三、实验步骤1.搭建升降压斩波电路根据实验要求，选取元器件并搭建升降压斩波电路。
本次实验选用的元器件有：两个二极管、两个开关管、两个电阻、一个变压器和一个滤波电容。
2.设置仿真参数在Multisim中设置仿真参数，包括输入直流电压、负载电阻等参数，并选择仿真时间。
3.运行仿真在Multisim中运行仿真，并观察输出直流电压的变化情况。
可以通过Multisim自带的示波器等工具进行观察和分析。
4.分析结果根据仿真结果，分析升降压斩波电路的性能，包括输出稳定性、效率等方面，并对结果进行总结和归纳。
四、实验结果与分析根据本次实验的要求，我们搭建了一个升降压斩波电路，并使用Multisim进行了仿真。
在仿真过程中，我们设置了输入直流电压为12V，负载电阻为100Ω，仿真时间为10ms。
经过多次运行和调试，我们得到了如下的仿真结果：输出直流电压稳定在24V左右，波动较小，符合升降压斩波电路的设计要求。
同时，我们还观察到了开关管的导通和断开过程，以及变压器的输出情况。
【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。
基本斩波电路及仿真波形
0.0982
<Dio de <MO curre SFET nt> curre nt> 0.0983
0.0983
0.0983
当电感为4μH时，仿真如下，可以看到，同样的输入与 占空比情况下，电感电流不连续时的输出会变大，且电 感值越小输出电压越大。
1 0 -0.5 20 0 -20 20 10 0 23.2 23.1 23 20 10 0 20 10 0 ug uL iL uo iD iT 0.0982 0.0982 <Diode current > <MOSF ET current > 0.0983
单相PWM逆变电路
单相PWM逆变电路的主电路和典型方波逆变电路完全相同， 只是其驱动信号不再是占空比0.5的方波，而是采用PWM控 制，将宽度变化的窄脉冲作为驱动信号。 SPWM采用的调制波为幅值为Usm,频率为fs的正弦波，载波是 幅值为Ucm，频率为fc的三角波。载波信号频率fc与调制信 号频率fs之比称为载波比p。
不同占空比输出的电压不同。以下是输入为20V， 占空比为30％和60％时各自的输出电压波形。
12 10 8 6 4 2 0 -2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
40 30 20 10 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
直流变交流的变换电路,称为逆变器。它能够将直 流电能转换为交流电能。它按直流电源形式分为电 压源逆变器和电流源逆变器。
当其他条件相同，占空比不同时，输出电压会随之占空 比的增加而增加。
0.0997
0.0997
电感电流不连续。其他条件不变，当电感为6μH时，其仿 真如下：
1 0.5 ug 0 20 0 uL -20 20 0 iL -20 19.7 uo 19.5 15 5 iD 0 15 5 iT 0 0.0982
- 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)。
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 E E T t t 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。
E M1.2 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● 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 E E T t t 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。