基于Simulink的直流斬波電路的建模與仿真設(shè)計(jì)

./基于Simulink的直流斬波電路的建模與仿真摘要：直流—直流變流電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪环N固定電壓或者可調(diào)電壓的直流電,包括直接直流變流電路和間接直流變流電路。直接直流變流電路也稱斬波電路〔DCChopper〕,它的功能之將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。間接直流變流電路是在直接直流變流電路增加了交流環(huán)節(jié)。根據(jù)電力電子技術(shù)的原理,加到負(fù)載上的時(shí)間即開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間與輸出脈沖電壓周期T之比叫做占空比D。下面主要介紹降壓斬波電路,升壓斬波電路,升降壓斬波電路,buck斬波電路。關(guān)鍵詞：Matlab/Simulink直流斬波電路建模與仿真1直流斬波電路的工作原理1.1降壓斬波電路若斬波器的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間,關(guān)斷時(shí)間,則開關(guān)工作周期T=+。定義占空比為D=/T<D<1>,則輸入電壓Uo=D*Us。這就是降壓式斬波電路的調(diào)壓原理。1.2升壓斬波電路若斬波器的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間,關(guān)斷時(shí)間,則開關(guān)工作周期T=+。定義占空比為D=/T,定義升壓比為。根據(jù)電力電子技術(shù)原理,理論上電感儲能與釋放能量相等,有,還有,D+=1。由此可見,當(dāng)Us一定時(shí),改變就可以調(diào)節(jié)Uo。1.3升降壓斬波電路若斬波器的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間,關(guān)斷時(shí)間,則開關(guān)工作周期T=+。定義占空比為D=/T,根據(jù)電力電子技術(shù)原理,則升降壓斬波電路有輸出電壓。由此可見,當(dāng)Us一定時(shí),改變D就可以調(diào)節(jié)Uo。1.4Cuk斬波電路其降壓變換與升壓變換的原理與Buck-Boost斬波器相同。2.直流斬波電路的建模與仿真2.1降壓斬波電路〔1〕仿真模型與參數(shù)設(shè)置電源電壓Us=220v,Em=50v；電阻設(shè)為500Ω,電感為10H；觸發(fā)脈沖的幅值為5,周期為0.02,脈沖寬度設(shè)為40。它設(shè)為默認(rèn)?！?〕仿真結(jié)果2.2升壓斬波電路〔1〕仿真模型與參數(shù)設(shè)置直流電源為24v；脈沖的幅值為5,周期為0.0002,寬度為80；電阻為5Ω,電感為0.1mH,電容C=100uF?！?〕仿真結(jié)果2.3升降壓斬波電路〔1〕仿真模型與參數(shù)設(shè)置直流電源為24v；脈沖的幅值為5,周期為0.0001寬度為60或者40,電阻為5Ω,電感為0.1mH,電容C=100uF?！?〕仿真結(jié)果脈沖寬度為60。為升壓脈沖寬度為40,降壓。2.4Cuk斬波電路〔1〕仿真模型與參數(shù)設(shè)置電源為24V;電阻為5Ω,L1為0.1mh,C1為0.1uF,L1為0.1mh,C2為200uF,脈沖周期設(shè)為0.0001s,脈沖寬度為93,脈沖幅度為5；仿真時(shí)間為0.01s?！?〕仿真結(jié)果3.分析與結(jié)論從仿真結(jié)果可以知道,Cuk電路的升壓效果比升壓斬波電路和升降壓斬波電路好,因?yàn)長2和C2的濾波作用,輸出電壓的波動小,但是C1兩端峰值電壓較高,達(dá)600V,對電路元器件的耐壓要求比升壓斬波電路高。升壓斬波電路之所以能使輸出電壓高于電源電壓,關(guān)鍵有兩個(gè)原因：一是電感L儲能之后具有使電壓泵升的作用,二是電容C可將輸出電壓保持住。在升降壓斬波電路中,當(dāng)0<<0.5時(shí)為降壓；當(dāng)0.5<<1時(shí)為升壓。從升降壓斬波電路的仿真圖形中可以驗(yàn)證這一點(diǎn)。Cuk斬波電路,其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的,且脈動很小,有利于對輸入輸出進(jìn)行濾波。4.心得與體會通過這次實(shí)驗(yàn),復(fù)習(xí)了直流—直流變流電路〔斬波電路〕,上個(gè)學(xué)期學(xué)的差不多忘光了,但通過自己的看書又記起來了,印象更為深刻,我懂得了溫故而知新的重要性。仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)芨蜗蟮恼f明所學(xué)的理論知識,是我們對理論知識有進(jìn)一步的理解,這樣一來就不會容易忘記。在仿真過程中還是遇到了一些小麻煩,主要是一些參數(shù)的設(shè)置問題上,不過通過自己查資料和問同學(xué),一一都解決了。5.參考文獻(xiàn)《電力電子技術(shù)》王兆安X進(jìn)軍主編機(jī)械《