升压斩波与降压斩波电路.doc

基于matlab/simulink的
降压与升压斩波电路的模拟与仿真
班级:电牵(2)班姓名:刘彬学号:29

摘要:本文在对升压斩波电路与降压斩波电路理论分析的基础上,建立了基于Simulink的升压-降压式变换器的仿真模型,运用绝缘栅双极晶体管(IGBT)对升压-降压进行控制,并对工作情况进行仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
关键字:升压降压斩波 simulink 仿真


此电路使用一个全控型器件V,图中为IGBT,若采用晶闸管,需设置使晶闸管关断的辅助电路。并设置了续流二极管VD,在V关断时给负载中电感电流提供通道。主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等,后两种情况下负载中均会出现反电动势,如图中Em所示。
工作原理:当t=0时刻驱动V导通,电源E向负载供电,负载电压uo=E,负载电流io按指数曲线上升。
当 t=t1时控制V关断,二极管VD续流,负载电压uo近似为零,负载电流呈指数曲线下降,通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
此电路的基本数量关系为:
(1)电流连续时
负载电压的平均值为
(1-1)
式中,ton为V处于通态的时间,toff为V处于断态的时间,T为开关周期,a为导通占空比,简称占空比或导通比。负载电流平均值为
(1-2)

(2)电流断续时,负载电压uo平均值会被抬高,一般不希望出现电流断续的情况。
斩波电路有三种控制方式:
脉冲宽度调制(PWM):保持开关周期T不变,调节开关导通时间ton,
频率调制:保持开关导通时间ton不变,改变开关周期T。
混合型:ton和T都可调,使占空比改变。
连接图
(1)IGBT用理想的方波发生器触发,,最大值设为1V,通过调占空比来调输出电压。其保护电路,触发电路将在protel中实现。
(2)示波器用来观察电感电流,电源电压波形和负载电压输出波形

①IGBT的选择:因为本电路设计的E=100V, 因此根据表()可知所选IGBT的额定电压与额定电流分别为50V、100A。
②栅极串联电阻Rg的阻值:根据 IGBT的选择,由表()可知Rg的值为25。
③反向电动势Em=30V,电阻R=2欧姆,电感L=.
④其他参数:
对降压斩波电路进行解析
基于分时段线性电路这一思想,按V处于通态和处于断态两个过程来分析,初始条件分电流连续和断续。
电流连续时得出
I10和I20分别是负载电流瞬时值的最小值和最大值。
把式(1-3)和式(1-4)用泰勒级数近似,可得
平波电抗器L为无穷大,此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。
平波电抗器L为无穷大,此时负载电流最大值、最小值均等于平均值。
(1-5)所示的关系还可从能量传递关系简单地推得,一个周期中,忽略电路中的损耗,则电源提供的能量与负载消耗的能量相等,即

则
假设电源电流平均值为I1,则有
其值小于等于负载电流Io,由上式得
4仿真图形
升压斩波电路
工作原理图



、C值很大,V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,同时C的电压向负载供电,因C值