直流升降压变换器设计与仿真.pdfVIP

沈阳理工大学课程设计论文 1 绪论 电力电子学 , 又称功率电子学。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些 电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置， 以完成对电能的变换和控制。 为 自动化专业开设的专业基础技术技能设计， 课程设计对自动化专业的学生是一个 非常重要的实践教学环节。 通过设计能够使学生巩固、 加深对变流电路基本理论 的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力， 培养学生的创 新精神和创新能力。 斩波电路 (DC Chopper) 的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的 直流电， 也称为直接直流—直流变换器 ( DC/DC Converter) 。直流斩波电路的 种类很多，包括 6 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， Cuk 斩波电路， Sepic 斩波电路， Zeta 斩波电路，前两种是最基本电路。 应用 Multisim 建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波 Boost —Buck 电路进行了较详细的仿真分析。 本文分析了升降压斩波电路的工作原理， 又用 Multisim 对升压 - 降压变换器 进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。 1 沈阳理工大学课程设计论文 2 直流升降压斩波电路工作原理及输 入 输 出关系 2.1 升降压斩波电路工作原理 图 2.1 所示为升降压斩波电路（ Buck-Boost Chopper）原理图及波形图。电 路中电感 L 值很大，电容 C 值也很大。因为要使得电感电流和电容电压基本为 恒指。 a) 原理图 b) 波形图 图 2.1 升压 / 降压斩波电路的原理图及波形图 该电路的基本工作原理： 当可控开关 V 处于通态时， 电源 E 经 V 向电感 L 供 电使其储存能量，此时电流为 I 1 ，方向如图 1 所示。同时， 电容 C 维持输出电压 基本恒定并向负载 R供电。此后，使 V 关断，电感 L 中储存的能量向负载释放， 2 沈阳理工大学课程设计论文 电流为 I 2 ，方向如图 1 所示。可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性 相反。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。 根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式： t 1、保持开关周期 T 不变，调节开关导通时间 on 不变，称为 PWM 。 t 2、保持开关导通时间 on 不变，改变开关周期 T ，称为频率调制或调频型。 3、 t on 和 T 都可调，使占空比改变，称为混合型。 （1）V 通时，电源 E 经 V 向 L 供电使其贮能，此时电流为 i1 。同时， C 维持输 出电压恒定并向负载 R 供电。 （2）