直流斬波電路建模仿真

1、目 錄一、降壓式直流斬波電路（Buck）11 原理圖12 建立仿真模型13 仿真波形54 小結(jié)6二、升壓式直流斬波電路（Boost）71 原理圖72建立仿真模型73 仿真波形84 小結(jié)99一、 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-u0，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=-u0，電感L向負(fù)載R供電，電感的儲能逐步消

2、耗在R上，電流iL線性下降，如此周而復(fù)始周期變化。如圖1-1。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MATLAB軟件畫出正確的仿真電路圖，如圖2。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（relativetolerance）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1-8。圖1

3、-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 =20%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖1-11 =40%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖-12 =60%降壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖1-13 =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=

4、E。二、 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u0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I1，另外，VD截至?xí)rC向負(fù)載R放電，由于正常工作時，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U0，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EI1ton。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

5、，則此段時間內(nèi)電感釋放的能量可以表示為（U0-E）I1toff。如圖2-1。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）進行仿真，如圖2-2圖2-2 升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（relativetolerance）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。圖2-3 =20%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-4 =50%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-5 =70%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果圖2-6 =80%升壓式直流斬波電路仿真結(jié)果4 小