[工學(xué)]sepic電路課程設(shè)計(jì)說明書(已修改)
2025-01-28 06:57 本頁面
【正文】 課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 電力電子課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： Sepic電路的建模與仿真 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 2009級電氣（4）班 學(xué) 號： 200930213291 姓 名： 禤培正 指導(dǎo)教師： 郭紅霞 華南理工大學(xué)電力學(xué)院2013 年 1 月課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1． 題目Sepic電路建模、仿真2． 任務(wù)建立Sepic電路的方程，編寫算法程序，進(jìn)行仿真，對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，合理選取電路中的各元件參數(shù)。3． 要求課程設(shè)計(jì)說明書采用A4紙打印，裝訂成本；內(nèi)容包括建立方程、編寫程序、仿真結(jié)果分析、生成曲線、電路參數(shù)分析、選定。 V1=20－40V V2=26VI0=0 ~ 1AF=50kHZ 指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師： 2013年 月 日 目錄1 Sepic電路分析 1 Sepic電路簡介 1 原理分析 1 電力運(yùn)行狀態(tài)分析 22 Sepic電路各元件的參數(shù)選擇 7 Sepic電路參數(shù)初值 7 電路各元件的參數(shù)確定 73 控制策略的設(shè)定 114 Matlab編程仿真 12 12 求解算法的基本思路 13 Matlab求解Sepic電路主程序 155 通過分析仿真結(jié)果合理選取電路參數(shù)L1，L2，C1，C2 18 18 20 21 22 采用校核后的參數(shù)仿真 246 采用Matlab分析Sepic斬波電路的性能 24 計(jì)算電感L2的電流IL2出現(xiàn)斷續(xù)的次數(shù) 24 紋波系數(shù)的計(jì)算 25 電壓調(diào)整率 25 負(fù)載調(diào)整率 26 電路的擾動分析 277 參考文獻(xiàn) 30華 南 理 工 大 學(xué) 電 力 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書1 Sepic電路分析 Sepic電路簡介 Sepic斬波電路是開關(guān)電源六種基本DC/DC變換拓?fù)渲唬且环N允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓的DC/DC斬波電路。其輸出電壓由主控開關(guān)(三極管或MOS管)的占空比控制。SEPIC變換器是一種四階非線性系統(tǒng), 因具有可升降壓、同極性輸出、輸入電流脈動小、輸出易于擴(kuò)展等特點(diǎn), 而廣泛應(yīng)用于升降壓型直流變換電路和功率因數(shù)校正電路。這種電路最大的好處是輸入輸出同極性。尤其適合于電池供電的應(yīng)用場合，允許電池電壓高于或者小于所需要的輸入電壓。比如一塊鋰電池的電壓為3V ~ ，那么Sepic電路可以實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。另外一個(gè)好處是輸入輸出的隔離，通過主回路上的電容C1實(shí)現(xiàn)。同時(shí)具備完全關(guān)斷功能，當(dāng)開關(guān)管關(guān)閉時(shí)，輸出電壓為0V。 原理分析Sepic斬波電路的原理圖如圖1所示。由可控開關(guān)Q、儲能電感LL2二極管D、儲能電容C濾波電容C負(fù)載電阻R和控制電路等組成。圖Sepic斬波電路的原理圖Sepic斬波電路的基本工作原理是：當(dāng)開關(guān)管Q受控制電路的脈沖信號觸發(fā)而導(dǎo)通時(shí)，V1—L1—Q回路C1—Q—L2回路同時(shí)導(dǎo)通，L1和L2儲能。V處于斷態(tài)時(shí)，V1—L1—C1—D—負(fù)載（C2和R）回路及L2—D—負(fù)載回路同時(shí)導(dǎo)通，此階段V1和L1既向負(fù)載供電，同時(shí)也向C1充電，C1儲存的能量在Q處于通態(tài)時(shí)向L2轉(zhuǎn)移。Sepic斬波電路的輸入輸出關(guān)系由下式給出： （1） 圖SPEIC的開關(guān)波形（VQ1∶Q1漏源電壓） 電力運(yùn)行狀態(tài)分析對于理想情況下的電路分析，儲能電感LL2足夠大，其時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于開關(guān)的周期，流過儲能電感的電流IL可近似認(rèn)為是線性的。電容CC2也足夠大，能夠維持兩端電壓恒定。此外，開關(guān)管Q及二極管都具有理想的開關(guān)特性。分析電路圖可以得到： Q開通時(shí)電路運(yùn)行分析MOSFET開通時(shí)的等效電路如圖2所示：圖Q開通時(shí)的等效電路圖Q開通時(shí)，輸入電源V1對L1充電，儲能電容C1對L2充電，電容C2維持著負(fù)載R的兩端電壓。此時(shí)有 （2） Q關(guān)斷時(shí)電路運(yùn)行分析 MOSFET關(guān)斷時(shí)的等效電路如圖2所示：圖Q關(guān)斷時(shí)的等效電路圖Q關(guān)斷后，充在電感L1上的電荷對電容C1放電，充在電感L2上的電荷通過二極管D對負(fù)載放電。此時(shí)有 （3） 輸入直流電壓V1和輸出直流電壓V2的關(guān)系穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓UL對時(shí)間的積分為零，即 （4） 當(dāng)Q處于通態(tài)時(shí)，電感LL2兩端的電壓分別為、當(dāng)Q處于關(guān)斷時(shí)，電感LL2兩端的電壓分別為、。將數(shù)據(jù)代入式4得：
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