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1、电力电子技术实验报告实验名称：升降压式直流斩波电路的仿真与分析班级：自动化091组别：第七组成员：江燕钱丽莎王松海金华职业技术学院信息工程学院2011 年 11月 6 日目录一.升降压式直流斩波电路 - 1 -1.电路的结构与工作原理 - 1 -2.建模 - 2 -3. 仿真结果与分析错误！未定义书签。4.小结 - 7 -二. Cuk直流斩波电路-7 -1. 电路的结构与工作原理错误！未定义书签。2. 建模错误！未定义书签。3. 仿真结果与分析错误！未定义书签。4. 小结错误！未定义书签。三. 总结：错误！未定义书签。图索引图 1 升降压式直流斩波电路的电路原理图 - 1 -图 2 升降压式直
2、流斩波电路的 MATLAB 仿真模型 - 2 -图 3D=0.2 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图 4D=0.5 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图 5D=0.8 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图 6Cuk 直流斩波电路的电路原理图 错误！未定义书签。图 7Cuk 直流斩波电路的 MATLAB 仿真模型 错误！未定义书签。图 8D=0.2 Cuk 直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图 9D=0.5 Cuk 直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图 10 D=0.8 Cuk 直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。升降压式直流斩波电路仿
3、真建模分析一、升降压式直流斩波电路1.电路的结构与工作原理1.1 电路结构图 1 升降压式直流斩波电路原理图1.2 工作原理当控制开关VT导通时，直流电源E经VT给电感L充电储存能量，电感电压上正下负, 此时二极管VD被负载电压（下正上负）和电感电压反偏，流过VT的电流为il（=iL）,由于 此时VD反偏截止，电容C向负载R提供能量并维持输出电压基本恒定，负载R及电容C上 的电压极性为上负下正，与电源极性相反。当控制开关 VT 关断时，电感 L 极性变反（上负下正）， VD 正偏导通，电感 L 中储存的 能量通过VD向负载R和电容C释放，放电电流为i2,电容C被充电储能，负载R也得到电 感 L
4、 提供的能量。该电路也称作反极性斩波电路。1.3 基本数量关系稳态时，一个周期T内电感L两端电压ul对时间的积分为零，即 T u d t = 00L当V处于通态期间时，ul=E；而当V处于断态期间时，uL=-uoE -1 = U -1on o off输出电压为E1-atto E =onE =t T -1offon2.建模在MATLAB新建一个Model,命名为R_Load，同时模型建立如下图所示:Continuouspowergui川 1Pulse Generator+ Cur ent Measurements IGBTCurrent MeasurementsDC /rlli.BQP S n
5、护eVoltage Measurementl Serie; RLC BranchiDiodeSeries RLC Branch Series RLC Branch2ScopeVo tage Measurem2 nt图 2 升降压式直流斩波电路的 MATLAB 仿真模型2.1模型参数设置a.直流电源参数b.同步脉冲信号发生器参数C.晶闸管的参数d.电感、电阻、电容的参数Serie.s.RLC Branch mask (link)Implemen憊手新已鼬旧nRh of RLC element;Use the Branch type parameter to add or remove eleme
6、nt from the branch.ParameterOKCancel . Help , ApplvSeries RLC Branch (mask) (link)Implements-a series branch of RLC elements.Use the Branch type parameter to add or remove elements from the branch.ParametersBranch type: CCapacitance (F):0.1Set the initial capacitor voltageMeasurements None旦 K.Cancel
7、Helppplve.示波器参数示波器五个通道信号依次是：直流电源的电流；流过电感的电流；电阻负载的电 流；电阻负载的电压；直流电源的电压。3 仿真结果与分析a.导通比D= 0.2, MATLAB仿真波形如下：图 3 D = 0.2 升降压式直流斩波电路仿真结果b.导通比D=0.5, MATLAB仿真波形如下：图4 D=0.5升降压式直流斩波电路仿真结果b.导通比D=0.8, MATLAB仿真波形如下：图 5 D = 0.8 升降压式直流斩波电路仿真结果4小结改变导通比a输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0a 1/2时为 降压，当l/2va 1时为升压，因此将该电路称作升降压斩波
8、电路（buck-boost变换器）。二、Cuk直流斩波电路1.电路的结构与工作原理1.1 电路结构5工5TWA.厂、厂Q、/VD叫图 5 Cuk 直流斩波电路原理图1.2 工作原理当控制开关VT处于通态时，EL1V回路和RL2CV回路分别流过电流。当控制开关VT处于断态 时，EL1CVD回路和RL2VD回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。1.3 基本数量关系稳态时电容C的电流在一周期内的平均值应为零，也就是其对时间的积分为零，即 T i d t = 00C在书P205页的等效电路中，开关S合向B点时间即V处于通态的时间ton,则电容电 流和时间的乘积为I2ton。开关S合向A点
9、的时间为V处于断态的时间toff，则电容电流和 时间的乘积为II toff。由此可得I t =It2 on 1 off从而可得I t T t1a2 = off =on = I t t a1 onon当电容C很大使电容电压uc的脉动足够小时，输出电压Uo与输入电压E的关系可用以 下方法求得：V导通时，即开关S合到B点时，B点电压uB=0, A点电压uA=-ucV截止时，即开关S合到A点时，uB=uc,uA=O, B点电压uB平均值为tU -f-UB T C又因电感L1的电压平均值为零，所以tE U 皿 UB T C电感L2的电压平均值为零，A点的电压平均值为tU ” UA T C可得出输出电压U
10、o与电源电压E的关系Uottaon E： on E： E：tT-11 -aoffon2.建模在MATLAB新建一个Model，命名为R_Load，同时模型建立如下图所示:图 6 Cuk 直流斩波电路的 MATLAB 仿真模型2.1模型参数设置a.直流电源参数b.同步脉冲信号发生器参数C.晶闸管的参数d.电感、电阻、电容的参数ParametersCancelHelpApplye.示波器参数示波器六个通道信号依次是：直流电源电流；直流电源电压；流过电容的电流;流过阻感负载的电流；电阻两端的电压；流过IGBT的电流。3 仿真结果与分析a.导通比D= 0.2, MATLAB仿真波形如下:图7 D=0.2 Cuk直流斩波电路仿真结果b.导通比D=0.5, MATLAB仿真波形如下：b. 导通比 D=0.8， MATLAB 仿真波形如下：4 小结Cuk 直流斩波电路，输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于 对输入、输出进行滤波。总结这两种不同接法的升降压电路中:当 0D1/2 时，斩波器输出电压低于输入直流电压，此时为降压变换。当 1/2Dl/2时，要使电路起到很好的升压作用的话，电路中的电感和电 容的值都要很大，而电感储能之后具有是电压泵升的作用，电容则可在电感储能期间维持 住输出电压不变。
