【正文】 圖 正激電路仿真模型圖 由波形圖可以看出，在 Ton 時刻， 由于 D1 截止， D2 導通， D3 截止，續(xù)流電感電流增加；在 Toff 時刻， 由于 D1 導通 ， D2 截止， D3 導通，續(xù)流電感開始放電，電 流減小，而 開關(guān)管 電壓先由 200v 陡升至 100v，再減小 到 0。 通過分析可知，仿真電路較好的實現(xiàn)了預想的效果。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 14 5 0050100150200250i S / u S505101520i L / M a g n a t i c c u r r e n t o f T r a n s f o r m e r2 0 2 4 6 8 10 12 14 16x 1 00204060O u t p u t V o l t a g e圖 正激電路仿真波形 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 15 第三章 單端反激 電路 主電 路結(jié)構(gòu) V s1 : ni 1V 1V 2i 2V o++T r 圖 單端反激變換電路 單端正激電路實際上就是一個帶隔離變壓器的 BuckBoost 變換電路 。圖 所示為單端反激變換電路，它由 整流二極管 、電容、變壓器和高頻控制的開關(guān)管組成。 工作原理 與數(shù)量關(guān)系 單端反激變換器主要用在 250W 以下的電路中，其中的變壓器既有變壓器的作用，也有電感的作用 。 其有兩種工作方式：一是完全能量轉(zhuǎn)換方式，即電感電流斷續(xù)工作模式；二是不完全能量轉(zhuǎn)換方式，即電感電流連續(xù)工作模式。 當 Tr 導通時，電源電流 流過變壓器原邊， i1 線性 增加， W1 儲能增加 ，而副邊由于二極管 D 的作用， i2 為 0，變壓器磁芯磁感應強度增加，變壓器儲能 。 當 Tr 關(guān)斷時，原邊電流迅速降為 0，副邊電流 i2 在反激作用下迅速增大到最大值，然后開始線性減小，此時原邊由于開關(guān)管的關(guān)斷，電流為 0，變壓器磁心磁感應強度減小，變壓器放能。 此時， Tr 承受的電壓為式（ 31） o21s UNNUutr ?? （ 31） 當 Tr 開通時， W2 繞組中的電流尚未下降到零，則稱工作于電流連續(xù)模內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 16 式，輸出輸入電壓關(guān)系為 i1 20 U)1(DU DN N ?? （ 32） Tr 開通前， W2 繞組中的電流已經(jīng)下降到零，則稱工作于電流斷續(xù)模式，此時輸出電壓高于（ 32）的計算值，在負載為零的極限情況下 ， ??oU ，所以應該避免負載開路狀態(tài) 。 反激電路電流斷續(xù)工作時，輸出的電壓 U0 將高于電流連續(xù)時輸出的電壓 U0，并且隨著負載的減小而升高。電流斷續(xù)工作模式下， Tr 關(guān)斷后在 t1t2時間段所承受的電壓為 tru =Ui+（ 1N / 2N ） U0， t2t3 時間段為 Ui， 如圖 所示。 這 是 與電流連續(xù)工作模式 的區(qū)別 。 圖 反激電路電流斷續(xù)時的波形 MATLAB 建模與仿真 結(jié)果分析 在 MATLAB 中建立仿真模型如圖 所示。 各元件的參數(shù)設(shè)置如下： （ 1）直流電壓源參數(shù)設(shè)置：直流電源電壓為 100V。 （ 2）電容、電阻參數(shù)設(shè)置： C=10μF 、 R=50Ω 。 （ 3）變壓器參數(shù)設(shè)置： UW1=100V、 UW2=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(周期為 )。 仿真時間設(shè)置為 2ms。最終顯示的是 ～ 2ms 的電路波形，此時電路基本接近穩(wěn)態(tài)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 17 圖 反激電路仿真模型圖 圖 是該反激電路占空比為 50%時的仿真結(jié)果， 波形圖由上到下依次為：開關(guān)管電流、二極管電流、開關(guān)管電壓和輸出電壓。 由圖可知 ，在開關(guān)管關(guān)斷期間，開關(guān)管電壓一直為零。由此可判斷此時反激電路工作在電流連續(xù)模式。輸出電壓通過式（ 32）計算， U0=1*(50/50)*100=100v。與仿真結(jié)果吻合。 圖 10%時的仿真結(jié)果，波形由上到下依次為：開關(guān)管電流、二極管電流、開關(guān)管電壓和輸出電壓。由圖可知在開關(guān)管關(guān)斷時承受的電壓在 115v 左右，隨后又降到 100v 左右，由此可判斷此時該反激電路工作在電流斷續(xù)模式。輸出電壓通過式（ 32）計算， U0=1*（ 10/90）*100=11v 與仿真結(jié)果吻合。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 18 證明了 仿真電路較好的實現(xiàn)了預想的效果。 01020i S01020i V D0100200300u S4 2 0 2 4 6 8 10 12 14x 1 00100200O u t p u t V o l t a g e 圖 反激電路 占空比為 50%仿真波形 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 19 0246i S0246i V D0100200300u S4 2 0 2 4 6 8 10 12 14x 1 00204060O u t p u t V o l t a g e圖 反激電路 占空比為 10%仿真 波形 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 20 第四章 半橋電路 主電路結(jié)構(gòu) 半橋電路實際上是由兩個單端正激電路組成的。 電路如圖 所示。 它有倆個橋臂， 其中一個橋臂 由 兩個特性相同、容量相等的電容器 組成 ，每個 圖 半橋 變換 電路 電容 承擔二分之一的電源電壓 ； 另一橋臂由兩個受 PWM 信號控制驅(qū)動的 開關(guān)器件（此處為場效應管） 組成 ，故稱為半橋逆變器。兩個 PWM 信號互差 180176。的相位差 。 通過隔離變壓器向負載提供能量。 工作原理 與數(shù)量關(guān)系 通過 VD VD2 的交替導通 ，使變壓器有幅值為 iU /2 的交流電壓。 當 VD1 導通 VD2 截止時， VD1 承受的電壓為零 ， VD2 承受的電壓為電源電壓Ui，電 容 C01 通過 VT變壓器初級繞組 N1 放電；同時，電容 C02 則通過輸入電源、 VT1 和 N1 繞組充電。 同理，當 VD2 導通 VD1 截止時 正好相反。 VD1 或 VD2 導通，電感 L 電流升高。 當 VD VD2 都截 止時 ， 由于 C0 C02 電容相等 ，每個開關(guān)管承受的電壓為 Ui/2。 此時，電感 L 電流下降。 半橋型變換電路應保留一定的裕量，所以兩個開關(guān)的占空比不能大于 50%在 濾波電感 L 的電流連續(xù)的情況下 ，輸出電壓用式（ 41）計算得到。 DUNNU i12o ? （ 41） 當 L 的電流不連續(xù) 時 輸出電壓將高于式（ 41）所得的值。當輸出端開內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 21 路時，輸出電壓 有最大值 為： 2i12omax UNNU ? （ 42） MATLAB 建模與仿真 結(jié)果分析 在 MATLAB 中建立仿真模型如圖 所示。 用兩個串聯(lián)電源代替了輸入電壓，這樣可以使電路簡化，略去了電容 C01和 C01，但結(jié)果不變。 圖 半橋變換 電路仿真模型圖 各元件的參數(shù)設(shè)置如下： （ 1）直流電壓源參數(shù)設(shè)置：直流電源電壓為 Ud1=Ud2=100V。 （ 2）電感、電容、電阻參數(shù)設(shè)置： C=20μF 、 L=、 R=2Ω 。 （ 3）變壓器參數(shù)設(shè)置： UW1=100V、 UW2=50V、 UW3=50V。 脈沖發(fā)生器模塊（ Pulse）的參數(shù)設(shè)置： 兩個脈沖發(fā)生器的 振幅為 1V，頻率為 20kHz(即周期為 )、 相位互差 180176。（即為 25μ s 的延時），脈沖寬度為 30。 仿真時間設(shè)置為 1ms。最終顯示的是 ～ 1ms 的電路波形，此時電路基內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 設(shè)計說明書 22 本接近穩(wěn)態(tài)。 012S101020 i S 10100200u S 16 4 2 0 2 4