sepic電路課程設(shè)計(jì)---sepic電路建模、仿真(編輯修改稿)
2025-02-12 05:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件參數(shù)值電路元件負(fù)載電阻（Ω）電感L1（mH）電感L2（mH）電容C1(μF)電容C2(μF)頻率F（kHZ）數(shù)值26503 控制策略的設(shè)定由知，由于V2=26V，V1=20~40V，即有=~。V1初值為40V，.由于輸入不穩(wěn)定，要想得到穩(wěn)定的輸出，需要對(duì)占空比擬定相應(yīng)的控制策略。本例采用的控制策略為：在每一次循環(huán)的結(jié)尾處對(duì)占空比d（i）作一定的調(diào)整，滿足下式 （22）其中，為每次計(jì)算后的輸出電壓V2，26為理想輸出電壓。當(dāng)，即對(duì)占空比進(jìn)行正向的調(diào)整，占空比增大，由式可知，輸出的增大，即縮小與26的差距。反之，當(dāng)，即對(duì)占空比進(jìn)行負(fù)向的調(diào)整，占空比減小，輸出的也變小，使輸出逼近26。由上面分析可知，只要k取值足夠小，循環(huán)次數(shù)n足夠大，可以使輸出電壓穩(wěn)定在26V附近。雖然k的取值越小，精度越高，但是k取值變小的同時(shí)也要求迭代次數(shù)n變大，否則迭代n次后還沒有收斂結(jié)束。另一方面，迭代次數(shù)n的增大使得程序運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)，本例選擇k=，n=2500，程序運(yùn)行一次的時(shí)間約為5s。根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同，斬波電路可有三種控制方式：1）保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton，稱為脈沖寬度調(diào)制。2）保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton不變，改變開關(guān)周期T，稱為頻率調(diào)制。3）ton和T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。根據(jù)題目要求，開關(guān)頻率F固定為50kHZ，故應(yīng)采取第一種控制方式。4 Matlab編程仿真在電力電子技術(shù)教學(xué)中, 通常利用Power Point，Authorw are,，VB,，F(xiàn)lash 等軟件輔助教學(xué), 這些軟件雖然可以提供一些比較生動(dòng)的動(dòng)畫和波形, 但其并非仿真軟件, 關(guān)于電力電子器件的物理概念不突出, 且應(yīng)用靈活性較差。EWB、PSpice、Protel、Matlab、SABER、PLECS 等專用軟件體現(xiàn)了很好的靈活性, 能夠很好地滿足教學(xué)要求。在這些軟件中，Matlab/Simulink 軟件構(gòu)建仿真系統(tǒng)較靈活，被廣泛應(yīng)用于電力電子技術(shù)教學(xué)中；PLECS 軟件能為系統(tǒng)級(jí)電路仿真提供一個(gè)與Simulink模型完全無(wú)縫的結(jié)合，在電力電子系統(tǒng)和電力驅(qū)動(dòng)器的模擬上可以進(jìn)行簡(jiǎn)化，其仿真速度快，開關(guān)轉(zhuǎn)換理想化，穩(wěn)定性好。因此,，Matlab和PLECS 軟件相結(jié)合進(jìn)行電力電子系統(tǒng)仿真是一種十分理想的選擇。下面采用Matlab對(duì)Sepic進(jìn)行仿真計(jì)算并分析仿真結(jié)果。根據(jù)上述的電路分析可知，電路可能出現(xiàn)三種狀態(tài)，每一種狀態(tài)對(duì)應(yīng)著不同的微分方程組。根據(jù)綜合后的微分方程式13，可建立對(duì)應(yīng)于電路的三種工作狀態(tài)的子函數(shù)。綜合后的微分方程所下所示 （23）1）Q開通時(shí)，輸入電源V1對(duì)L1充電，儲(chǔ)能電容C1對(duì)L2充電，電容C2維持著負(fù)載R的兩端電壓。此時(shí)根據(jù)式23，令u=1，可得此時(shí)的微分方程，子函數(shù)語(yǔ)句如下：function dy2=fun1(t,y)。global V1 R L1 C1 C2 L2。%定義全局變量dy2=[V1/L1。 y(3)/L2。 y(2)/C1。y(4)/(C2*R)]。 %狀態(tài)一的微分方程2）Q關(guān)斷后，充在電感L1上的電荷對(duì)電容C1放電，充在電感L2上的電荷通過(guò)二極管D對(duì)負(fù)載放電。此時(shí)根據(jù)式23，令u=0，可得此時(shí)的微分方程，子函數(shù)語(yǔ)句如下：function dy=fun2(t,y)。global V1 R L1 C1 C2 L2。 %定義全局變量dy=[(V1y(3)y(4))/L1。 y(4)/L2。 y(1)/C1。 (y(1)+y(2)y(4)/R)/C2]。 %狀態(tài)二的微分方程3)Q關(guān)斷時(shí)電感L2對(duì)負(fù)荷放電，放電結(jié)束后電流出現(xiàn)斷續(xù)，此時(shí)根據(jù)式23，令u=0、可得此時(shí)的微分方程，子函數(shù)語(yǔ)句如下：function dydt=fun3 (t,y)global V1 R L1 C1 C2 L2。 %定義全局變量dydt=[(V1y(3)y(4))/L1。 0。 y(1)/C1。(y(1)y(4)/R)/C2]。 %狀態(tài)三的微分方程 求解算法的基本思路 基于Matlab編程采用的思路如下所示算法流程圖 Matlab求解Sepic電路主程序 、分別對(duì)應(yīng)了電路的三種狀態(tài)。：主程序：clear。global V1 R L1 C1 C2 L2 d f n m。 %定義全局變量m=0。 %記錄電感L2的電流斷續(xù)的次數(shù)R=26。L1=。L2=。C1=。C2=。f=50000。T=1/f。n=2500。%迭代的次數(shù)V1=20+20*rand(1)。 %輸入電壓為20~40Vd=*ones(n,1)。 %uo=zeros(n,1)。 %定義輸出初值1的一組向量yy=[0,0,0,0]。 %微分方程求解的初值for i=1:n。ton=d(i)*T。toff=Tton。 %ton為導(dǎo)通時(shí)間，toff為關(guān)斷時(shí)間 [t,y1]=ode45(39。fun139。,linspac
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