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1、课程设计任务书1 题目Sepic 电路建模、仿真2 任务建立 Sepic 电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析，合理选取电路中的各元件参数。3 要求课程设计说明书采用 A4 纸打印，装订成本；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。V1=2040VV2=26VI0=0 1AF=50kHZ目录1 Sepic 电路分析 .11.1 Sepic 电路简介 .11.2 原理分析 .11.3 电力运行状态分析 .22 Sepic 电路各元件的参数选择 .72.1 Sepic 电路参数初值 .72.2 电路各元件的参数确定 .73 控制策略的设定 .114
2、 Matlab 编程仿真 .124.1 根据状态方程编写 Matlab 子程序 .124.2 求解算法的基本思路 .134.3 Matlab 求解 Sepic 电路主程序 .155 通过分析仿真 结果合理选取电路参数 L1，L 2，C 1，C 2 .185.1 参数 L1 的确定 .185.2 参数 L2 的确定 .205.3 参数 C1 的确定 .215.4 参数 C2 的确定 .225.5 采用校核后的参数仿真 .246 采用 Matlab 分析 Sepic 斩波电路的性能 .246.1 计算电感 L2 的电流 IL2 出现断续的次数 .246.2 纹波系数的计算 .256.3 电压调整率
3、 .256.4 负载调整率 .266.5 电路的扰动分析 .277 参考文献 .30华 南 理 工 大 学 电 力 学 院 课 程 设 计 说 明 书- 1 -1 Sepic 电路分析1.1 Sepic 电路简介Sepic 斩波电路是开关电源六种基本 DC/DC 变换拓扑之一，是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的 DC/DC 斩波电路。其输出电压由主控开关(三极管或 MOS 管)的占空比控制。 SEPIC 变换器是一种四阶非线性系统, 因具有可升降压、同极性输出、输入电流脉动小、输出易于扩展等特点, 而广泛应用于升降压型直流变换电路和功率因数校正电路。这种电路最大的好处是输入输出同极
4、性。尤其适合于电池供电的应用场合，允许电池电压高于或者小于所需要的输入电压。比如一块锂电池的电压为 3V 4.2V，如果负载需要 3.3V，那么 Sepic 电路可以实现这种转换。另外一个好处是输入输出的隔离，通过主回路上的电容 C1 实现。同时具备完全关断功能，当开关管关闭时，输出电压为 0V。1.2 原理分析Sepic 斩波电路的原理图如图 1 所示。由可控开关 Q、储能电感 L1、L 2 二极管 D、储能电容 C1、滤波电容 C2、负载电阻 R 和控制电路等组成。1VQDSv 2V2L1DC1L R1ii ici图 1、Sepic 斩波电路的原理图Sepic 斩波电路的基本工作原理是：当
5、开关管 Q 受控制电路的脉冲信号触发而导通时，V 1L1Q 回路 C1QL2 回路同时导通，L 1 和 L2 储能。V 处于断态时，V 1L1C1D负载（C 2 和 R）回路及 L2D负载回路同时导通，此阶段 V1 和 L1 既向负载供电，同时也向 C1 充电，C 1 储存的能量在 Q 处于通态华 南 理 工 大 学 电 力 学 院 课 程 设 计 说 明 书- 2 -时向 L2 转移。Sepic 斩波电路的输入输出关系由下式给出：（1） 2111ononfttVVT图 2、SPEIC 的开关波形（V Q1Q 1 漏源电压）1.3 电力运行状态分析对于理想情况下的电路分析，储能电感 L1、L
6、2 足够大，其时间常数远大于开关的周期，流过储能电感的电流 IL可近似认为是线性的。电容 C1、C 2 也足够大，能够维持两端电压恒定。此外，开关管 Q 及二极管都具有理想的开关特性。分析电路图可以得到：1.3.1 Q 开通时电路运行分析MOSFET 开通时的等效电路如图 2 所示：华 南 理 工 大 学 电 力 学 院 课 程 设 计 说 明 书- 3 -1V 2L1CC1L R1i 2ciVcii图 3、Q 开通时的等效电路图Q 开通时，输入电源 V1 对 L1 充电，储能电容 C1 对 L2 充电，电容 C2 维持着负载 R 的两端电压。此时有（2）121122LCCViIiR1.3.2
7、 Q 关断时电路运行分析MOSFET 关断时的等效电路如图 2 所示：1V 2V2L1CDC1L Ri ici图 4、Q 关断时的等效电路图Q 关断后，充在电感 L1 上的电荷对电容 C1 放电，充在电感 L2 上的电荷通过二极管 D 对负载放电。此时有华 南 理 工 大 学 电 力 学 院 课 程 设 计 说 明 书- 4 -（3）1122212210LCCVViIViR1.3.3 输入直流电压 V1 和输出直流电压 V2 的关系稳态时，一个周期 T 内电感 L 两端电压 UL对时间的积分为零，即（4） 0TLudt当 Q 处于通态时，电感 L1、L 2 两端的电压分别为 、 ，当 Q 处于关断1VC时，电感 L1、 L2 两端的电压分别为 、 。将数据代入式 4 得：12CV（5）121 0()onofCftVt求解得： （6）2111onfCtVV稳态时，电容 C 的电流在一个周期 T 内的平
