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1、 第4章DC DC电路的仿真 不带隔离变压器的直流 直流变换器 降压 Buck 斩波电路升压 Boost 斩波电路升降压 Buck Boost 斩波电路Cuk斩波电路 4 1降压 Buck 变换器 1 Buck变换器连续导电模式 电压增益M为 2 Buck变换器不连续导电模式 图4 5Buck变换器电感电流为0时的工作状态 电压增益M为 3 电感电流连续的临界条件 图4 6电感电流处于临界状态 临界电感值为 4 纹波电压 U0及电容计算 例4 1设计一个降压变换器 输入电压为200V 输出电压为50V 纹波电压为输出电压的0 2 负载电阻为20 工作频率为20kHz 分别仿真将工作频率改为50
2、kHz 电感改为约临界电感值的一半进行对比分析 解 1 计算参数 根据纹波电压的要求计算电容值 2 建立仿真模型3 仿真结果分析 4 2升压 Boost 变换器 图4 18Boost变换器电路拓扑 图4 19Boost变换器电感电流连续时两种状态 1 Boost变换器电感电流连续模式 2 Boost变换器电感电流连续模式 图4 21电感电流断续 3 电感电流临界连续条件 临界电感值为 4 纹波电压 U0及电容计算 例4 2将一个输入电压在3 6V的不稳定电源升压到稳定的15V 纹波电压低于0 2 负载电阻10 开关管选择MOSFET 开关频率为40kHz 要求电感电流连续 设计仿真参数 搭建仿
3、真模型并分析结果 将电感值分别减小为临界电感的一半和三分之一 仿真分析电感电流断续时的Boost变换器的工作情况 解 1 计算参数 确定占空比调节范围 选择电容值 临界电感值为 2 建立仿真模型 3 仿真结果分析 4 3升降压 Buck Boost 变换器 1 Buck Boost变换器电感电流连续模式 图4 29Buck Boost变换器拓扑 图4 30Buck Boost变换器电感电流连续 当Dc 0 5时 U0 Us 当Dc0 5时 U0 Us 图4 31升降压变换器工作波形 2 Buck Boost变换器电感电流不连续模式 3 Buck Boost变换器电感电流临界连续模式 图4 32
4、Buck Boost电感电流断续状态 4 纹波电压 U0与电容 4 4丘克 Cuk 变换器 1 丘克变换器电流连续模式 图4 36Cuk变换器电路拓扑 图4 37Cuk变换器工作状态 T导通 二极管D截止 i1使电感L1储能 C1放电电流i2使L2储能 并供电给负载 iT i1 i2 T截止 二极管D导通 电源和L1释能电流i1向C1充电 同时L2的释能电流i2维持负载 iD i1 i2 Cuk变换器连续模式的工作波形 结论 为升降压变换器 当Dc 0 5时 U0 Us 当Dc0 5时 U0 Us 图4 38丘克变换器工作波形 2 丘克变换器电流不连续模式 在一个开关周期中开关管T的截止时间内 若二极管电流总是大于零 则为电流连续 若二极管电流一段时间电流为零 则为电流断续工作 若二极管电流在Ts时刻刚降为零 则为临界状态 Cuk变换器不连续状态的工作波形 例4 4仿真一个Cuk变换器 输入为20V 输出范围5 30V 1 建立例4 1或例4 2的仿真模型 将仿真模型及仿真结果复制到word文档 2 建立例4 3或例4 4的仿真模型 将仿真模型及仿真结果复制到word文档 第4章作业
