【文章內(nèi)容簡介】 示。波形圖由上到下依次為驅(qū)動信號、負(fù)載電流、負(fù)載電壓。從圖 可以看出，當(dāng)負(fù)載電流降低到零時，并沒有出現(xiàn)電流斷續(xù)的情況，而是反向電流增大。從而驗證了仿真結(jié)果與理論分析相符。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書61012 uGE0501000 200400uo圖 電流可逆斬波電路仿真波形 多相多重斬波電路（三相三重） 主電路結(jié)構(gòu)多相多重斬波電路是另一種復(fù)合概念的斬波器。前面介紹的電流可逆斬波電路是由不同的基本斬波電路組合而成的。與此不同，多相多重斬波電路是在電源和負(fù)載之間接入多個結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路而構(gòu)成的。一個控制周期中電源側(cè)的電流脈波數(shù)稱為斬波電路的相數(shù)，負(fù)載電流脈波數(shù)稱為斬波電路的重數(shù)。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書7圖 三相三重斬波電路圖 所示為三相三重降壓斬波電路。該電路相當(dāng)于由三個降壓斬波電路單元并聯(lián)而成，總輸出電流為三個斬波電路單元輸出電流之和，其平均值為單元輸出電流平均值的三倍。而三個單元電流的脈動幅值互相抵消，使總的輸出電流脈動幅值變得很小。多相多重斬波電路的總輸出電流最大脈動率（即電流脈動幅值與電流平均值之比）與相數(shù)的平方成反比，且輸出電流脈動頻率提高，因此多相多重斬波電路和單相斬波電路相比，在輸出電流最大脈動率一定時，所需平波電抗器的總重量大為減輕。 工作原理與數(shù)量關(guān)系當(dāng)上述電路電源公用而負(fù)載為三個獨立負(fù)載時，則為三相一重斬波電路，而當(dāng)電源為三個獨立電源，向一個負(fù)載供電時，則為一相三重斬波電路。此時，電源電流為合可控開關(guān)的電流之和，其脈動頻率為單個斬波電路時的三倍，諧波分量比單個斬波電路時顯著減小，且電源電流的最大脈動率也是與相數(shù)的平方成反比。這使得由電源電流引起的感應(yīng)干擾大大減小，若需濾波，只需接上簡單的 LC 濾波器就可充分防止感應(yīng)干擾。多相多重斬波電路還且有備用功能，各斬波電路單元可互為備用，萬一斬波單元發(fā)生故障，其余各單元可以繼續(xù)運行，使得總體的可靠性提高。由于多相多重電路由三個降壓斬波電路單元并聯(lián)而成所以數(shù)量關(guān)系可由 節(jié)中降壓斬波電路數(shù)量關(guān)系得到。 MATLAB 建模與仿真分析啟動 MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建文檔，繪制電流可逆斬波電路仿真模內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書8型如圖 所示。雙擊各個模塊，在出現(xiàn)的對話框中設(shè)置相應(yīng)的電氣參數(shù)。（1） 直流電壓源參數(shù)設(shè)置：直流電源電壓為 200V。（2） 電感、電阻參數(shù)設(shè)置： L1=L2=L3=5mH、R=2Ω。（3） 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置：振幅為 1V，頻率為 1kHz(即周期為 )、脈沖寬度為 20。三個驅(qū)動信號相位差依次相差 120176。（即相差 ） 。圖 三相三重斬波電路仿真模型設(shè)置好各元件參數(shù)后，將 MATLAB 工具欄中的仿真時間設(shè)為 ，最終顯示的是 ～ 的電路波形，此時電路基本接近穩(wěn)態(tài)。單擊工具欄的 按鈕進(jìn)行仿真。雙擊示波器模塊，得到仿真結(jié)果如圖 所示。波形圖由上到下依次為驅(qū)動信號 3，LLL3 電流，輸出電壓、電源電流。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書91012 uGE1/ uGE2/ uGE310010203040 iL1/ iL2/ iL32 1 x 10310203040Output voltage/ Source current圖 三相三重斬波電路仿真波形從圖 中可以看出，總輸出電流為三個斬波電路單元輸出電流之和，其平均值為單元輸出電流平均值的三倍。而三個單元電流的脈動幅值互相抵消，使總的輸出電流脈動幅值變得很小。與理論分析相符，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書10第二章 單端正激電路 主電路結(jié)構(gòu)單端正激電路實際上就是一個帶隔離變壓器的 Buck 變換電路，圖 所示為單端正激變換器。其中 Ui 加一直流電源以提供能量， VD1 是輸出整流二極管、VD 2 是續(xù)流二極管、 L 和 C 是輸出濾波電感和濾波電容。隔離變壓器有三個繞組，原邊繞組 W1，匝數(shù) N1；副邊繞組 W2，匝數(shù) N2；復(fù)位繞組 W3， 圖 單端正激變換器匝數(shù) N3。繞組中標(biāo)有“?”的一端為同名端。VD 3是復(fù)位繞組 W3的串聯(lián)二極管。通過圖中的開關(guān) S 周期性的開通與關(guān)斷來控制電路。 工作原理與數(shù)量關(guān)系開關(guān) S 開通后，電源電壓 Ui 加在 N1 上，一次繞組 N1 的電流 i1 線性上升。變壓器繞組 W1 兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的 W2 繞組兩端的電壓也是上正下負(fù)，因此 VD1 處于通態(tài)，VD 2 為斷態(tài)，電感電流 iL=i1 向負(fù)載供電。開關(guān) S 關(guān)斷后，三個繞組的電壓均反向：W2 的電壓下正上負(fù)使 VD1 關(guān)斷、VD2導(dǎo)通，iL 經(jīng) VD2 續(xù)流。變壓器的勵磁電流經(jīng) N3 繞組和 VD3 流回電源，所以 S 關(guān)斷后承受的電壓為式（21） 。 （21）iSUNu)1(3??在開關(guān) S 開通后，由于 i1 由零開始線性增加，直到 S 關(guān)斷。所以必須保證在 S關(guān)斷期間使 i1 的電流降到零，否則勵磁電流會在本周期結(jié)束時的剩余值的基礎(chǔ)上不內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書11斷增加，最終導(dǎo)致變壓器勵磁電感飽和。損壞電路中的開關(guān)元件。在正激電路中，變壓器的磁芯復(fù)位很重要，磁芯復(fù)位過程見圖 。 圖 正激電路磁芯復(fù)位過程變壓器變壓器繞組 W3 和 VD3 組成復(fù)位電路使變壓器勵磁電流在 S 關(guān)斷期間流回電源，并逐漸的降到零。從 S 關(guān)斷到繞組 W3 的電流降到零所需的時間 trst 見式（22） 。 （22）on13rstN?S 處于關(guān)斷的時間必須大于 trst， 這就可得到占空比 D≤D max= N1/（N 1+ N3） （23） 在輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下，即 S 開通時電感電流不為零，輸出電壓與輸入電壓關(guān)系為： （24）i12oUN?對于變壓器的設(shè)計，變比 (25)DF???0min1in21μ 式中， 為變壓器一次側(cè)電壓最小值， 為二次側(cè)電壓最小值。min1Uin2U內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書12對于濾波電感與電容的設(shè)計，根據(jù)電路形式與電流文波的大小就可以確定出電感值。由式（23）得 Dmax，再由（24）得到 ，因為輸出電流 I0 等于電感峰0maxU值電流，所以有： （26）LTRON1max0?則， （27）max01U?在 L、C 濾波電路中，諧振頻率一般為開關(guān)頻率的 1/10～1/2，諧振頻率(28)在確定 L 后則可確定濾波電容 C 的值。 MATLAB 建模與仿真結(jié)果分析啟動 MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建文檔，繪制正激電路仿真模型如圖 所示。雙擊各個模塊，在出現(xiàn)的對話框中設(shè)置相應(yīng)的電氣參數(shù)。（1） 直流電壓源參數(shù)設(shè)置：直流電源電壓為 100V。（2） 電感、電容、電阻參數(shù)設(shè)置：C=40μF、L=1mH、R=4Ω。（3） 變壓器參數(shù)設(shè)置：U W1=100V、U W2=100V、U W3=100V。（4） 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置：振幅為 1V，頻率為 20kHz(即周期為 )、脈沖寬度為 30。設(shè)置好各元件參數(shù)后，將 MATLAB 工具欄中的仿真時間設(shè)為 3ms，最終顯示的是～3ms 的電路波形，此時電