《MATLAB工程应用》升降压(Buck-Boost)变换器仿真一.pdfVIP

《MATLAB工程应用》

升降压（Buck-Boost）变换器仿真

一、选题背景

升降压变换器在目前各类智能电子设备中广泛运用，其效率高，

静态电流小，高效，节能，便宜。通过调节直流侧电源的占空比来进

行升压与降压，当占空比为1/3，输出电压为10v时，为降压，当占

空比为2/3，输出电压为40v时，为升压。

二、原理分析(设计理念)

它是一种输出电压即可以高于也可以低于输入电压的单管非隔

离直流变换器。Buck-boost转换器输入电压U0的极性和输入电压Us

的极性相反，输入电流和输出电流都是脉动的，但是由于滤波电容的

作用，负载电流应该是连续的。开关管T导通时，二极管阴极接电压

源正极，承受反向电压而截止，输入电压Us直接加在电感L上,极性

为上正下负，电流流过电感使之储能增加。开关管工截止时，电感电

流云有减小的趋势，电感线圈产生自感电势反向,为下正上负，二极

管口受正向压降而导通，电感通过二极管对电容C充电，C储能，以

备下导通时对负载放电维持输出U0不变。

Buck-Boost变换器的电压增益随占空比的变化可以降压也

可以升压，这是它的主要优点,但是开关管和二极管关断时承受的最

大电压为Us+U。，但是开关管和二极管关断时承受的最大电压为

Us+U。，这显然对器件的要求比Buck变换器和Boost变换器更苛

刻。同时Buck-Boost变换器的输入电流和输出电流都是脉动的，

为了平波需要加入滤波器,结果使电路稍显复杂

三、过程论述

先运用simulink设备找到示波器scope，设置通道，再设置DC

直流电源，设置为20v，其次再找出RLC并设置其参数，连线如图

所示。

设计总图，器件的使用情况和布局连线如下

脉冲发生器设置（占空比为1/3时，降压）电容c的参数设定

Mosfet与diode的参数均为参省值

电感l的参数设定电阻r的参数设定

四、结果分析（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）

对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，

得出结论和推论。

升压波形

降压波形

从上到下从左到右依次为触发脉冲，电感电压，电感电流iL,

开关管电流，二极管电流，输出电压

降压斩波电路之所以能使输出电压高于输入电压，关键有两个原

因:一是电感L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输

出电压保持住。当0a0.5时为降压，当0.5a1时为升压。

观察U0的幅值可知晓升降压，仿真结果与理论结果有误差，为

半导体器件导通时会存在管压降，会使输出电压小于理想情况

五、课程设计总结

电力电子变流技术是利用电力电子器件及其相关电路进行电能

变换的科学技术，电压、电流的变换包含其中。MATLAB提供的可视

化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，

并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一一步省去了编程的

步骤。本文利用Simulink对升压-降压式变换电路进行建模，在不同

导通比的情况下进行了仿真分析，既进一步加深了升压-降压式变换

电路的理论，同时也为现代电力电子的更好的掌握奠定良好的实验基

础。

通过仿真和分析，可知升压-降压式变换器电路的输出电压受导

通比a的影.响，文中应用MATLAB的可视化仿真工具simulink对升

压-降压式变换器电路的仿真结果进行了详细分析,并与相关文献中

采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较，进一-步验

证了仿真结果的正确性。

参考文献

《电力电子应用技术的MATLAB仿真》林飞