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1、MATLAB语言、控制系统分析与设计大作业题目：DC/AC/DC开关电源仿真专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气1009班 设 计 者： 吴嵩 学 号： u201012042 评分： 华中科技大学电气与电子工程学院2013 年11月评分栏项 目应包括的主要内容或考核要点满 分自评评分设计报告基本要求方案论证性能指标分析；控制方法及实现方案10设计过程控制器设计与参数计算 30结果分析对设计结果的分析与核算，分析原因和改进20格式规范重点考查完整性，图表，公式的规范性10发挥部分完成第（1）项提出改进的性能指标，完成分析，设计并对结果予以验证10完成第（2）项 考虑参数变化，干扰影响等其他
2、因素，完成分析，设计并对结果予以验证10完成第（3）项提出其他更完善的性能指标，完成分析，设计并对结果予以验证10报告得分以上报告得分占考核成绩的90%是否申请答辩：是（ ）否（ ）100答辩得分答辩以报告的特色和难度系数，掌握程度予以评价特色：难度：熟练：10总分报告得分+答辩得分 一、简介直流_直流变换器也称直流斩波器或DC_DC变换器。DC_DC电路是将某直流电源转换成不同电压值的电路。DC/AC/DC电路则是通过将直流转化成交流，再转换成直流的技术，完成直流直流的变换，以达到某些电路要求。我将使用matlab仿真此电路，对电路性质进行研究，了解此电路的特性。二、DC/AC/DC开关电源
3、原理及设计 2.1原理 DC/AC/DC开关电源电路是由VT1VT4组成单相桥式逆变器将直流电转换成几千赫兹几十千赫兹的高频率交流电，再经高频变压器T的变压和隔离，由二极管VD1，VD2组成的单相全波整流电路将高频电流转换成直流电，并由电感L和电容C滤波后得到稳定的直流电输出。VT1VT4组成的逆变器采取PWM控制开关电源仿真模型如下图1，模型中VT1VT4组成的逆变器使用Universal Bridge模块。由于在SIMULINK模型库中没有该电源相应的驱动模块，因此在模型中使用两个PWM generater模块来产生驱动脉冲，并通过常数模块的设定值来控制脉冲宽度，设定值在01之间调节。在第
4、二个PWM generater模块前加放大器gain，并设置放大倍数-1，起信号倒相作用。PWM generater模块参数设置如图2所示。逆变器和变压器参数设置如图3所示。 1 2 32.2 参数设计 由于PWM generater模块频率设置为8000HZ，将会产生8000HZ的控制脉冲，产生的高频交流电的频率也应为8000HZ。LC滤波时应对电感和电容适当设置。LC滤波的转折频率要远小于开关频率，即控制脉冲的频率。现设置L为100uH，C为1mF。转折频率P=503.3HZ，符合要求。负载电阻R=0.3。由图1建立模型，将原直流电压设置为220V，变压器变比为220：75，仿真时间取0.
5、04s，仿真算法为ode45.可得变压器一，二端电压如图4,5所示，经逆变器后直流电变为8000HZ的高频矩形交流电，一次侧电压幅值220V，二次侧电压幅值为75V，与设定相同。VT1VT4的控制脉冲信号如图6所示.改变常数模块来控制脉冲的宽度，已达到所要求的直流电压值，如常数之设置为0.4，0.5和0.6时负载电阻上的电压波形如图7，8，9所示.可以看出符合要求，改变脉冲宽度可以控制所得直流电压数值。 4 5 6 7 8 93结果分析 观察VT1VT4的控制脉冲信号的波形可以发现1,4波形相同，2,3波形相同，与实验的要求相符。变压器的一二次侧电压也与设置相同。通过上面的图形可以看出，调节常
6、数大小可以控制所得的直流电压的数值，但有较小的偏差，在实验的允许范围内，实验是成功的。实验偏差是由建模时二极管VT1,VT2的导通电压没有设置成0V，而是0.8V,造成了一定的偏差。实验结束后，我将二极管导通电压调为0V，发现所得直流电压值与要求更加接近，如下图所示为常数为0.4时改变前后的负载电压波形。 改前负载电压波形 改后负载电压波形4、总结本设计完成了设计的基本要求详尽的阐述了设计依据，工作原理叙述，单相桥式逆变器电路仿真，单相全波整流电路仿真等。在进行本设计撰写时，我能够积极的查阅资料，和别人讨论，积极的采纳别人的意见。对电路的工作原理、参数的基数过程，所用器件的选择都进行了深入的阐述。由于时间和自身水平的限制，我所做的设计仿真还有很多的不足之处。但通过这段时间以来的实践，我也掌握了很多的经验和教训。通过这次的课程仿真，我了解到怎样把自己在书本上学习到的知识应用到实际的工作之中，也学到很多待人处事的道理，想这在我以后的工作和学习中将是我的宝贵财富。 参考文献： 1信号与控制综合教程 熊蕊 编著 2 电力电子电机控制的建模与仿真 洪乃刚 编著 3 MATLAB在电气工程中的应用 李维波 编著10
