升压降压式变换器的仿真_降压升压双向变换器

升压降压式变换器的仿真由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“降压升压双向变换器”。

目录 摘要........................................................................................................设计目的................................................................................................设计原理................................................................................................一、降压斩波电路.......................................................................二、升压斩波电路.......................................................................三、升降压斩波电路...................................................................设计过程................................................................................................一、仿真原理图...........................................................................二、仿真设计的详细过程...........................................................结果........................................................................................................总结........................................................................................................心得体会..............................................................................................参考文献..............................................................................................摘要

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。

直流斩波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，也称为直接直流—直流变换器。

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。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。

设计目的本次设计的预期目的如下：

1、理解直流斩波电路中的降压斩波电路、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、熟练运用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行仿真分析，认真做好每个步骤。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，对结果进行比较分析，体会Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的使用价值。

/

由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。

二、升压斩波电路

升压斩波（BOOST）电路的拓扑结构如图2-1 所示。在图2-1 中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路

1、假设L和C值很大。

2、s闭合时，电源ui向电感L充电，电容C向负载R供电

3、s断开时，电源ui和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量

由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。

电感电流连续时，有

化简可得 ：

电感电流断续时，有：

化简可得：

/

由此可以看出，电感电流断续时，BUCK-BOOST 斩波电路的输出电压也增大。

设计过程

一、仿真原理图

仿真参照的原理图如下：

图（1）仿真原理图

上图将开关s替换成IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极性晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器性的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。故使用IGBT可以在很大程度上优化设计，减少误差，利于仿真结果的分析。

/ 载电压平均值。

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（3）所示

图（3）脉冲为50%时仿真结果

从图上直观的看出，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：

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（4）所示

/

图（5）脉冲为75%时仿真结果

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：

仿真结果与升降压斩波理论分析吻合总结

通过仿真结果可以直观的看到，在忽略误差的情况下，仿真结果与升降压斩波电路的理论分析吻合。

通过以上的仿真过程分析，还可以得到下列结论：

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，控制电路需要实现的功能是产生PWM信号，通过对占空比的调节起到控制输出电压大小的目的，此外，控制电路还完成一定的保护功能。

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

/ 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

因为之前并非本专业的学生，加上时间仓促个人经验知识水平有限，所以很多地方还是一知半解，整个仿真中仍存在很多缺陷和不足。

最后，感谢郑老师的耐心指导！

参考文献

[1] 李传琦．电力电子技术计算机仿真实验．电子工业出版社，2006．2 [2] 王兆安、黄俊．电力电子技术．机械工业出版社，2009．6 [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 [4] 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-/