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1、电力电子电路仿真课程讨论课汇报讨论课名称 ：降压电路工作原理的仿真验证指导教师：魏班级、组次：16级应电班第组2019 年 5 月1.前言1.1BUCK 电路概述BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电 压 UD。通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。BUCK 也是 DC-DC 基本拓扑，或者称为电路结构，是最基本的 DC-DC 电路 之一，用直流到直流的降压变换。1.2MATLAB 软件概述MATLAB 拥有强大的数据计算能力和图形显示功能 1 2， Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿
2、真和综合分析的集成环 境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可 构造出复杂的系统。因此 Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的 复杂仿真和设计。本文分析了 BUCK 电路的工作原理，在 MATLAB 软件中建立了 SIMULINK 模型对 BUCK 电路进行模拟仿真，得到演示结果。2. BUCK 电路及其工作原理如图 2.1 所示为 BUCK 型电路原理图。电路功能主要是把恒定的直流电压 E 转换成可控的直流电压输出。-EAVDC-r 人N图2.1 BUCK电路原理图t=0 时，驱动开关器件 V 导通，电源 E 向负载供电， AN 两点之间电压为
3、 E电感电流iL按指数曲线上升。t=tl时，控制开关器件V关断，二极管VD续 流，AN两点之间电压近似为零，电感电流iL呈指数曲线下降，通常串接较大电 感 L 使电感电流连续且脉动小。若 L 值较小，在 V 关断后，到了 t2 时刻，电 感电流已衰减至零，出现电感电流断续的情况。3. BUCK 电路仿真模型4.参数设定给定条件：开关频率100kHz,输入电压28V，输出电压15V，电流纹波小于1%, 电压纹波小于 1% 。闯 Block Parameters: DC Voltage SourceXDC Fcdtage Source (mask) ：(link)Ideal DC -voltage
4、 source.|aj Block Paramet&irs: Diod已in on-srare rne uioae moaei nas an (Roni：. and inductance Lon).For most applications the internal be met to zero.The Diode impedance is infinite inmrernai resisranceinductance shouldoff-state mods.ParametersResistance Ron (Ohms):0. 001Inductance Lon (H)Forward Vol
5、tage Vf (V :n q-j%| Block Parameters: Series -：LC BranchSeries RLC- Branch (mask)- (link)Implements a Series branch of RLC elements.Use the ? Branch typf： parameter to add or remove e 1 ements from the branch.Parametersj咕 Block Parameters: Series RLC BranchtXSeries RLC ,Eranch mask) (linkiImplements
6、 a series branch of RLC elements.Use the Branch type5 parameter to add or remove elements from the branch.Parameters-QKCancelHelp陀j Block Parameters: Series RLC BranchXSeries RLC；.-Branch (mask) (liiik)；-Implement. a series branch of RLC： element.Use the Branch type parameter to add or remove elemen
7、ts from the branch.Pulse Generator*Output puls&s :if / 區=Pha,seDelay Pulse i.： on= AmplitudeelseY(t) = 0endPulse type determined： the computational technique used.Time-based is recommended for use with a -variable step solveE while Sample-based is. recommended for use with a fixed :gtep solder or wi
8、thin a discrete portion of a model using a variable mtep solver.Ps-r 3TOR+.Rr F：-曲 Block Parameters: IGBTXIGBT (mask) Umt)Implements an IGBT device in parallel with a series RC nubber circuit.In on-?state the IGBT model has internal resistance Ron： and inductance (Lon)For most applications, Lon.：sho
9、uld be get to zero.In off-stat亡 thu IGBT model has infinite impedance.ParametersResis tan 匚已 Ron (Ohms):0. 001Inductance Lon (H):Forward :.voltage Vf :(y):0. 5Initial current Ic ,(A):Snubber resistance Rs Ohms):5.工作原理波形的分析与验证图匚电流图5.215565.1电感电流在28V左右C |电感电流如图 5.1 所示，图中可以看出电感电流稳定在 15A。0.简花0:096790.0
10、嘟 0.096A10.096620.0&6830.09&古二极管电流和电压如图5.2图5.3所示。二极管电流在15A左右,二极管电压图53二极管电压输入电流如图5.4 所示，由图可以看出输出电流在 14A 左右。图5.8电容电压放大图6.电路参数变化对输出电压（输出电流、效率）的影响分析（研究 输入电压、控制信号的频率/占空比、L、C、负载大小、开关参数等 的变化）。ft1图6.2电感0.002卩卩时的输出电流电感为0.002卩F时的输出电压如图6.3所示r。0劝 Q020.03J.040.05J.D60.0710I图6.3电感为0.002卩F时的输出电压占空比为0.7时的输出电压波形如图6.
11、4所示。图6.6负载电阻为10时的输出电流负载为10时的输出电压如图6.7所示。图6.7负载为10时的输出电压7.仿真中出现的问题、解决过程以及心得体会通过matlab仿真使我学习掌握了许多知识。首先是对mat lab有了-一个全新 的认识，其次是对matlab的更多操作和命令的使用有了更高的掌握，最重要的事对 matlab 的处理能力有了一个更高的飞跃尤其是对相关函数的使用及相关问题的处理。就对matlab相关的命令操作而言，通过这次实验的亲身操作和实践，学习掌 握了许多原本不知道的或者不太熟悉的命令。画图用到的标注，配色，坐标控 制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用格式等 等。这些在原本根本就不敢相信，然而通过 matlab 仿真的学习和实验亲身操作 这些原本看似不可能的操作在此就变的轻而易举的事了。讨论课分工及组内评分表序号姓名组内分工组内 评分签字1闫制作报告D2耿制作pptB3赵制作报告C4李制作pptB5金电路仿真A678填表要求：如实填写讨论课的组内分工（每人完成的百分比或者每人负责的内容），并按ABCD四档评分，A档不能超过两个，每一档都必须有。13
