DCDC直流斩波电路的仿真.docx

电力电子电路建模与仿真实验实验二 DC/DC直流斩波电路的仿真姓 名：所在院系：班 级：学 号：实验目的1 进一步掌握PSIM软件的使用方法。2 学习常用直流斩波电路的建模与仿真方法。3 加深理解各斩波电路的工作原理和不同变换特性。二、实验内容、步骤与结果1 降压斩波电路（1）、按图2-1设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。图2-1（电路原理图）连续电路参数：L =1H ；R =100欧；F=50HZ；E=100V;占空比：0.8；仿真时间t=0.1s。仿真波形：图2-1-1（连续模式）（2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。非连续电路参数：L =0.1H ；R =100欧；F=50HZ；E=200V;占空比：0.6；仿真时间t=1s。仿真波形：图2-1-2（非连续电路续模式）（3）、测量输出电压的直流分量，分析它与占控比的关系，并与理论值进行对比。电压的直流分量与波形：80V实验结果分析： (1)电压的直流分量计算公式：其中a=0.8,且E=100故理论计算值U0=80实际测量值U0=80可见直流电压分量与占空比成正比。实际测量值与理论计算值相差无几，极为接近。说明仿真是很准确的，结果真实可信。2 升压斩波电路（1）、按图2-2设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。图2-2（电路原理图及改进电路）连续电路参数L =20mH ；R =20欧姆；C=220uF；F=1000HZ；E=100V;占空比：0.5 ；仿真时间t=50ms。图2-2-1(连续模式)（2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。断续电路参数：L =1H ；R =500欧；C=100u；F=1000HZ；E=100V;占空比：0.8；仿真时间t=0.1S。图2-2-2(断续续模式)（3）、测量输出电压的直流分量，分析它与占控比的关系，并与理论值进行对比。直流电压分量与波形：（4）、提出改进电路并进行仿真。实验结果分析：电压的直流分量计算公式：其中且E=100；，可得;故理论计算值U0=200V实际测量值U0=180V测量结果与理论值有一定的误差，大约为左右。这种测量误差是不能容忍的。因此应进行改进测量方法。即使用直流电压表（DC Voltmeter）进行测量，测量结果见图2-2-3(电压直流分量)。可见稳定值与理论值极为接近。大约为300V。说明结果可信。3 升降压斩波电路（1）、按图2-3设计仿真电路,合理设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。连续：连续a=0.8：断续a=0.5：图2-3(电路原理图及改进电路)连续升压电路：L =20mH ；R =1000欧；C=100uF；F=1000HZ；E=100V；占空比：0.8 仿真时间 t=100ms。连续降压电路：L =20mH ；R =1000欧；C=100uF；F=1000HZ；E=100V；占空比：0.5 仿真时间 t=100ms。仿真波形：（2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。非连续升压电路：L =20mH ；R =20欧；C=220uF；F=1000HZ；E=100V；占空比：0.8 仿真时间 t=100ms。非连续降压电路：L =20mH ；R =20欧；C=220uF；F=1000HZ；E=100V；占空比：0.5 仿真时间 t=100ms。（3）、测量输出电压的直流分量，分析它与占控比的关系，并与理论值进行对比。实验结果分析：电压的直流分量计算公式：当其中且；故理论计算值;而实际测量值；当其中且；故理论计算值;而实际测量值；通过上述对比分析可以发现测量误差相对小，求其原因是选取的是电压稳定后一段较小的时间，这样就在很大程度上降低了误差。使结果较为准确。此外通过直流电压表测量直流分量较为准确。四、思考题 1 总结上述斩波电路的不同之处。答：上述包括5种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路， Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。降压斩波电路通过IGBT的导通关断改变输出电压的值；升压斩波电路通过电容和电感的储能作用，在IGBT关断时，电源和电容共同提供能量；升降压斩波电路是在IGBT处于通态时，电源给电感储能。电容C维持输出电压并向负载供电，IGBT关断时负载电压与电源极性相反。输出电压可调；Sepic斩波电路电源电流和负载电流均连续，有利