直流斬波電路建模仿真

1、降壓式直流斬波電路（Buck） 11原理圖1.2建立仿真模型 1.3仿真波形5.4小結(jié)6.升壓式直流斬波電路（Boost） 71原理圖7.2建立仿真模型7.3仿真波形8.4小結(jié)9.降壓式直流斬波電路（Buck）1原理圖在控制開關(guān)IGBT導(dǎo)通ton期間，二極管VD反偏，電源E通過電感L向負(fù)載 R供電，此間iL增加，電感L的儲能也增加，導(dǎo)致在電感兩端有一個正向電壓 Ul=E-uo，左正右負(fù)，這個電壓引起電感電流iL的線性增加。在控制開關(guān)IGBT關(guān)斷toff期間，電感產(chǎn)生感應(yīng)電勢，左負(fù)右正，使續(xù)流二極 管VD導(dǎo)通，電流iL經(jīng)二極管VD續(xù)流，ul=-uo,電感L向負(fù)載R供電，電感的儲 能逐步消耗在R上

2、，電流iL線性下降，如此周而復(fù)始周期變化。如圖1-1 o.、廠iLiD-1vd/CRIGBTiL+E+U0圖1 -1降壓式直流斬波電路的電路原理圖2建立仿真模型根據(jù)原理圖用MATLA軟件畫出正確的仿真電路圖，如圖 210Contiinuu:71IpcirgwiCcrics RLC Crandnl圖1-2降壓式直流斬波電路的 MATLAB仿真模型仿真參數(shù)，算法(solver) ode15s,相對誤差(relativetoleranee) 1e-3，開始時間0.0結(jié)束時間2.0如圖1-3圖1-3仿真時間參數(shù)電源參數(shù)，電壓100v，如圖1-4圖1-4交流電源參數(shù)晶閘管參數(shù)，如圖1-5。圖1-5晶閘管

3、參數(shù)電感參數(shù)，如圖1-6。圖1-6電感參數(shù)電阻參數(shù)，如圖1-7圖1-7電阻參數(shù)二極管參數(shù)設(shè)置，如圖1-8Dcdc 丹窮 IfaklI中Its I回壯 4 cfocte n Ldi-ikl tfthi-a 僧i&v RC smUbth- Li tudn nfi-sNs frin Fi dn nrrlrl h來 ni irWm(Rmn| ndHi卜n片(I rnj-qrFczt c?plicciboni& &nc imlcral npijchgrKi? : hoiJd be sc Iq zeo1 he Diode mpmzkncm 嶺 rtrie in oil1 柑以m rrcdePa-airct

4、criHsasca Hen (Lhirs IriducSance bn H:QF onarj ?OLtaq Vt M - ai| 閘口 I xrioi)ilcAJ:廠憐対相hm 想：SnJbbe! cepa tarce C& -|:260e-9ShflH 砂8抽評 port0KCandelHet.丁圖1-8二極管參數(shù)電容參數(shù)設(shè)置，如圖1-9圖1-9電容參數(shù)3仿真波形設(shè)置觸發(fā)脈沖占空比 a分別為20%、40%、60%、80%。與其產(chǎn)生的相應(yīng)波 形分別如圖1-10圖1-11圖1-12圖1-13。在波形圖中第一列波為輸出電壓波形， 第二列波為輸入電壓波形。圖1-10 a=20%降壓式直流斬波電路仿真

5、結(jié)果圖1-11 a=40%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖-12 0=60%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖1-13 0=80%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果4小結(jié)1、在降壓式直流斬波電路（Buck）中，電感和電容值設(shè)置要稍微大一點2、注意VT的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，電容的充放電規(guī)律和電感的作用。3、輸出電壓計算公式：U0=o E。升壓式直流斬波電路（Boost）1原理圖當(dāng)控制開關(guān)VT導(dǎo)通時，電源E向串聯(lián)在回路中的L充電儲能，電感電壓uL 左正右負(fù)；而負(fù)載電壓uo上正下負(fù)，此時在R與L之間的續(xù)流二極管VD被反偏， VD截至。由于電感L的恒流作用，此充電電流基本為恒定值li，另外，VD截至 時C向負(fù)載R放電，由于

6、正常工作時，C已經(jīng)被放電，且C容量很大，所以負(fù)載 電壓基本保持為一定值，記為 Uo,假定VT的導(dǎo)通時間前我ton,則此階段電感L 上的儲能可以表示為Elton。在控制開關(guān)VT關(guān)斷時，儲能電感兩端電勢極性變成左負(fù)右正，續(xù)流二極管轉(zhuǎn)為正偏，儲能電感與電源疊加共同向電容充電，向負(fù)載提供能量。如果VT的關(guān)斷時間為toff，則此段時間內(nèi)電感釋放的能量可以表示為 （Uo-E）litoff。如圖2-1。+ ULi1 Li0” VDU0圖2-1升壓式直流斬波電路的電路原理圖2建立仿真模型利用Simulink軟件對升壓式直流斬波電路（Boost）進(jìn)行仿真，如圖2-2圖2-2升壓式直流斬波電路的 MATLAB仿真

7、模型仿真參數(shù)，算法(solver) ode15s,相對誤差(relativetoleranee) 1e-3，開始時間0結(jié)束時間10,如圖1-3。電源參數(shù)，電壓100v,如圖1-4晶閘管參數(shù)，如圖1-5。電感參數(shù)，如圖1-6。電阻參數(shù)，如圖1-7。 二極管參數(shù)設(shè)置，如圖1- 8。電容參數(shù)設(shè)置，如圖1-9。3仿真波形設(shè)置觸發(fā)脈沖占空比 a分別為20%、50%、70%、80%。與其產(chǎn)生的相應(yīng)波 形分別如圖2-3圖2-4圖2-5圖2-6。在波形圖中第一列波為輸出電壓波形， 第二 列波為輸入電壓波形。j 二 / 斗“住 7#圖2-3 0=20%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-4 0=50%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-5 0=70%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-