直流斩波电路.docx

直流降压斩波电路设计的MATLAB仿真一 摘要：2二、实验原理：2三、仿真步骤：21、仿真完成之后的电路图：32、电路模型各个模块的名称及提取路径.................................. 33、在模型中设置仿真参数：3四、仿真结果：6脉宽为90%的结果：4脉宽70%的仿真结果：4脉宽50%的仿真结果：4脉冲30%的仿真结果：5脉冲10%的仿真结果5五、仿真结果分析5六、参考文献6直流降压斩波电路设计的MATLAB仿真一 摘要：MATLAB（矩阵实验室）是一种科学计算软件，它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。SIMULINK是基于框图的仿真平台，它挂接在MATLAB环境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流-直流变换（DC/DC）变换。此文以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成了对斩波电路的仿真分析。所用的软件是MATLAB 2012a。win8平台。关键词：Matlab/Simulink；仿真分析；斩波电路。二、实验原理降压斩波电路的原理图以及工作波形如右图所示。该电路使用一个全控型器件V，图中为IGBT。为在V关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。如右图V的栅极电压uGE波形所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数上升。当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。当工作处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图所示。负载电压平均值为 式中，ton为V处于通态的时间；toff为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通占空比。由上试可知，输出到负载的电压平均值Uo最大为E，减小占空比，Uo随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck变换器。负载电流平均值为三、仿真步骤1、仿真电路模型的搭接（如右图所示）模块名提取路径二极管模块SimPowerSystems/PowerElectronics绝缘栅极双极晶体管模块IGBTSimPowerSystems/PowerElectronics直流电压源SimPowerSystems/Electrical source串联RLC支路SimPowerSystems/Elements脉冲发生器模块Simulink/Sources电压表模块SimPowerSystems/Measurement电流表模块SimPowerSystems/Measurement示波器scopeSimulink/Sinks信号终结模块TSimulink/SinksPowergui模块SimPowerSystems2、电路模型各个模块的名称及提取路径3、在模型中设置仿真参数：（1）设置电源E电压为200V反电动势80V；阻感负载：电阻的阻值为8Ω，电感为0.005H。（2）脉冲发生器脉冲周期T=0.001s 幅值A=1 初始相位0°；脉冲宽度可调。（3）IGBT和二极管的参数可以保持默认值。（4）打开[SimulationConfiguration Paramenters],选择ode23tb算法，同时设置仿真时间0.02s 四、仿真结果依据matlab的仿真结果，得出不同脉宽下的结果。脉宽为90%的结果：脉宽70%的仿真结果：脉宽50%的仿真结果：脉冲30%的仿真结果：脉冲10%的仿真结果五、仿真结果分析※电流连续情况：与实验原理相同，在初始时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数上升；当触发脉冲结束，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。※电流出现断续情况：由参数计算得，由上述条件计算得。当时电流出现断续。 上图不同脉宽仿真结果图得证。 出现电流断续的原因：负载中L值较小，在V关断后，在下一次脉冲到达之前，负载电流已衰减至零，出现了电流断续的情况。当减小脉冲宽度，相当于减小ton,增加toff。关断时间长，则负载电流衰减至零时，仍有一段时间才触发IGBT下次导通，则出现电流断续情况。六、参考文献 王兆安.电力电子技术. 【M】机械工业出版社.5