【文章內容簡介】 時刻驅動V導通，電源E向負載供電，負載電壓uo=E，負載電流io按指數(shù)曲線上升。（2）t=t1時控制V關斷，二極管VD續(xù)流，負載電壓uo近似為零，負載電流呈指數(shù)曲線下降。通常串接較大電感L使負載電流連續(xù)且脈動小。（3）t=t2時刻，再次驅動V導通，重復上述過程。圖4 降壓電路原理圖圖5 降壓電路電流連續(xù)時的波形圖數(shù)量關系：負載電壓平均值：U0=tontE=onE=aEton+toffTa導通占空比ton——V在一個周期內的導通時間toff——V在一個周期內的關斷時間T為斬波周期，T＝ton＋t0ff 負載電流平均值：I0= 升壓斬波電路（Boost Chopper）工作原理（1）假設L和C值很大。（2）V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，電流恒定I1，電容C向負載R供電，輸出電壓Uo恒定。（3）V處于斷態(tài)時，電源E和電感L同時向電容C充電，并向負載提供能量。圖6 升壓電路原理圖圖7 升壓電路電流連續(xù)時的波形圖數(shù)量關系：設V通態(tài)的時間為ton，此階段L上積蓄的能量為EI1ton設V斷態(tài)的時間為toff，則此期間電感L釋放能量為(U0E)I1toff 穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：EI1toff=(U0E)I1toff化簡得：U0=ton+tofftonE=TE tonT/off1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路。第四章 DCDC變換器的計算機仿真模型的建立 降壓變換器仿真設計要求：設計一降壓變換器，輸入電壓為200V，輸出電壓可調，負載電阻為20歐姆，開關器件選用MOSFET。根據(jù)上述要求完成主電路設計。根據(jù)降壓變換器的工作原理，建立降壓變換器的仿真模型：圖8 降壓變換器電路降壓變換器電路，假定開關器件Mosfet是理想元件，輸入電壓Ud是理想恒壓源。當Mosfet導通時，Ud通過電感L向負載傳遞能量。此時，iL增加，電感儲能增加；當Mosfet關斷時，由于電感電流不能突變，故iL通過二極管VD續(xù)流，電感上的能量逐步消耗在負載上,iL降低，電感上儲能減小。由于VD的單向導電性，iL不可能為負，即總有iL≥0，從而可在負載上獲得單極性的輸出電壓。二極管VD導通期間，其導通壓降可以近似為0。 降壓變換器電路參數(shù)設計由Mosfet構成直流降壓斬波電路(Buck Chopper)的建模和參數(shù)設置：（1）電壓源參數(shù)取U=200V。（2）Mosfet按默認參數(shù)設置。（3）二極管按默認參數(shù)設置。（4）負載參數(shù)取R=20 Ω。（5）電感參數(shù)L=1000H。（6）打開仿真參數(shù)窗口，選擇ode23tb算法，相對誤差設置為1e03，開始仿真時間設置為0，停止仿真時間設置為300s；（7）,控制脈沖占空比分別設為20％、40%、60%、80%?？刂泼}沖參數(shù)設置：Mosfet參數(shù)設置：二極管參數(shù)設置： 降壓變換器仿真波形參數(shù)設置完畢后，啟動仿真，得到如下仿真結果：占空比20%時的輸出電壓：占空比40%時的輸出電壓：占空比60%時的輸出電壓：占空比80%時的輸出電壓：波形分析：根據(jù)負載電壓計算公式：tontonU0=E=E=aEton+toffT可知，在占空比分別為20％、40%、60%、80%是對應的電壓輸出應該為：40v,80v,120v,160v,符合理論計算結果。占空比40%時的輸出電流：電流連續(xù)時的輸出電流：波形分析：在Mosfet導通期間，L上的電流增加，電感儲能增加；在Mosfet關斷期間，由于電感電流不能突變，故iL即負載電流通過二極管VD續(xù)流，電感上的能量逐步消耗在負載上，iL降低，L上的儲能減小。電流連續(xù)時的二級管電流：電流連續(xù)時的輸入電流：波形分析：輸入電流，在Mosfet導通期間，電源U通過電感L向負載傳遞能量，電感電流逐漸上升，直到Mosfet關斷為止。二極管電流，在Mosfet關斷期間，由于電感電流不能突變故iL通過二極管續(xù)流，電感上的能量逐步消耗在負載上，故電流逐漸減小。設計要求：設計一升壓變換器，輸入電壓為36V，負載電阻為10歐姆，開關器件選用MOSFET，開關頻率40kHz,要求電流連續(xù)，根據(jù)上述要求完成主電路設計。根據(jù)升壓變換器的工作原理，建立升壓變換器的仿真模型：圖9 升壓變換電路 升壓變換器電路參數(shù)設計由Mosfet構成升壓斬波電路（Boost Chopper）工作原理的建模和參數(shù)設置：（1）電壓源參數(shù)取U=6V。（2）Mosfet按默認參數(shù)設置。（3）二極管按默認參數(shù)設置。（4）負載參數(shù)取R=10 Ω。（5）電感參數(shù)L=1H。（5）電容參數(shù)C=。（6）打開仿真參數(shù)窗口，選擇ode23tb算法，相對誤差設置為1e03，開始仿真時間設置為0，；（7）,控制脈沖占空比設為60%?？刂泼}沖： 升壓變換器仿真波形參數(shù)設置完畢后，啟動仿真，得到如下仿真結果：升壓變換器的輸出電壓：電流連續(xù)時二極管電流：電流連續(xù)時輸入電流：波形分析：在Mosfet導通期間，電源U向電感L充電，充電電流iL基本為iL，電感儲能，此時負載由C供電。在Mosfet關斷期間，因電感電流不能突變，電感通過VD向電容，負載供電。電流連續(xù)時流過Mosfet的電流：保持其他參數(shù)不變，只改變電感的值，分別取電感為10H，1H，可得到如下波形：L=L=1HL=波形分析：在保持其他參數(shù)，只改變電感值的情況下，如果電感太大，會使電感在Mosfet導通期間儲存的能量與關斷期間所釋放的能量相等的關系不能快速的建立起來，所以電感太大，需要更長的時間才能是輸出穩(wěn)定；但如果電感太小，在上電瞬間，會使電感上儲存的能量過大，不能及時釋放，使得輸出過高，出現(xiàn)超調。第五章 總結，使用直流斬波技術，不僅可以實現(xiàn)調壓的功能，而且還可以達到改善網(wǎng)側諧波和提高功率因數(shù)的目的。直流斬波技術主要應用于已具有直流電源需要調節(jié)直流電壓的場合。，通過控制主電路的接通與斷開，將恒定的直流斬成斷續(xù)的方波，經(jīng)濾波后變?yōu)殡妷嚎烧{的直流輸出電壓。利用Simulink對降壓斬波電路和升降壓斬波的仿真結果進行了詳細分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進行比較，進一步驗證了仿真結果的正確性。，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計算過程，得到了一種較為直觀、快捷分析斬波電路的新方法。同時其建模方法也適用于其他斬波電路的方針，只需對電路結構稍作改變即可實現(xiàn)，因此實用性較強。，在仿真過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀的觀察到仿真結果隨參數(shù)的變化情況，方便學習與研究。第六章 心得體會本次設計中我查閱了相關書籍、資料，首先對直流斬波電路有了大致的掌握，直流變換電路主要以全控型電力電子器件作為開關器件，通過控制主電路的接通與斷開，將恒定的直流斬成斷續(xù)的方波，經(jīng)濾波后變?yōu)殡妷嚎烧{的直流輸出電壓。進一步復習了直流斬波電路的基本類型，包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路等，理解了其工作原理，熟悉其原理圖及工作時的波形圖，掌握了這幾種電路的輸入輸出關系、電路解析方法、工作特點，并在理解的基礎上能對直流斬波電路進行分析計算，加深了對直流斬波電路的掌握及應用。通過使用Matlab的可視化仿真工具Simulink對升降壓斬波Boost—Buck電路建立仿真模型，我更加熟悉了仿真庫里的原器件，增強了畫圖能力，使用SCOPES（示波器），可以在運行方針時簡明地觀察到仿真結果，還可將多個結果放在一起以便對比，使我體會到了Matlab的可視化仿真工具Simulink的功能的齊全及使用的便捷。同時在仿真建模的基礎上對升降壓斬波Boost—Buck電路進行了詳細的仿真分析，將仿真波形與常規(guī)分析方法得到的結果進行比較，提高了我設計建模的能力、分析總結能力及加強了對Matlab/Simulink軟件的熟練程度?？傊?，通過這次基于MATLAB的升壓降壓式變換器的仿真的設計，我無論在理論分析上還是在建模仿真上都是受益頗多，體會到了Matlab軟件在電力電子技術學習和研究中的應用價值，同時它也是能讓我們將理論與實踐相結合、將所學知識系統(tǒng)化聯(lián)系在一起的很好的工具，經(jīng)過仿真能使所學的概念理解的更清晰、知識掌握的更牢固。參考文獻：[1] 王兆安、黃?。娏﹄娮蛹夹g．機械工業(yè)出版社，2009．6 [2] 王忠禮、段慧達、高玉峰．MATLAB應用技術—在電氣工程與自動化專業(yè)中的應用．清華大學出版社，2007．1 [3] 王輝、程坦．直流斬波電路的Matlab/Simulink仿真研究．現(xiàn)代電子技術，2009．5：174175第二篇：電力電子實習報告電力電子實習報告題 目：指導教師：班 級：學 號：姓 名：日 期：可控硅單結晶體管觸發(fā)電路的裝接與調試，這里只提供了電路圖，電路板