电子电力学实验报告.doc

电子电力学实验报告学号:K姓名:张治中实验成绩:实验时间::实验楼六楼实验题目:直流斩波电路的性能研究实验设备电脑一台;MATLAB仿真软件一个;实验目的熟悉直流斩波电路的工作原理熟悉Buck电路与Boost电路的组成和工作特点三、实验原理直流降压斩波电路的工作原理(Buck电路)Buck电路产生低于直流输入电压Ud的平均输出电压Uo。图1Buck电路结构工作原理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。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。数量关系电流连续:负载电压平均值:负载电流平均值:图2Buck电路波形图直流升压斩波电路的工作原理(Boost电路)Boost电路产生高于直流输入电压Ud的平均输出电压Uo。图3Boost电路结构图工作原理假设L和C值很大。V处于通态时,电源E向电感L充电,电流恒定I1,电容C向负载R供电,输出电压Uo恒定。V处于断态时,电源E和电感L同时向电容C充电,并向负载提供能量。图4Boost电路波形图数量关系:输出电流的平均值Io为:实验内容两种直流斩波电路的设计与测试实验步骤Buck电路的仿真(1)启动matlab,进入simulink后新建文档,绘制Buck电路如图5所示;(2)双击各模块设置参数。电压源参数:100V;电阻、电容参数设置:C=1µF,L=100mH,R=1Ω;脉冲发生器模块(Pulse):振幅设置1V,,脉冲宽度50%;(3)设置好参数后仿真,仿真时间2s,观察输出电压并保存示波器波形图,保存为jpeg格式,命名为“”;图5Buck电路仿真模型图在步骤(2)的基础上修改脉冲模块的宽度,将50%改为80%,观察输出电压幅值并保存输出波形,命名为“”;在步骤(2)的基础上修改脉冲模块的频率,,观察保存输出波形,命名为“”;在步骤(2)的基础上修改电感,将100mH修改为10mH,观察负载电流并保存输出波形,命名为“”。Boost电路的仿真(1)启动matlab,进入simulink后新建文档,绘制Boost电路如图6所示;(2)双击各模块设置参数。电压源参数:100V;电阻、电容参数设置:C=,L=100mH,R=10Ω;脉冲发生器模块(Pulse):振幅设置1V,,脉冲宽度20%;(3)设置好参数后仿真,仿真时间2s,观察并保存示波器波形图,命名为“”;图6Boost电路仿真模型图在步骤(2)的基础上修改脉冲模块的宽度,将20%改为50%,观察输出电压幅值并保存输出波形,命名为“”;在步骤(2)的基础上修改脉冲模块的频率,,观察输出波形并保存输出波形,命名为“”;在步骤(2)的基础上修改电感,将100mH修改为10mH,观察输出电压并保存输出波形,命名为“”。、(1)Buck电路A,将“”、“”的波形粘贴在下方,描述各波形参数的含义,分析电感电压与电源电压的关系。四幅子图中第一幅显示电源和电感的电压波形,第二幅显示输入IGBT电力管控制极的波形,第三幅显示电感电流和负载电压波形,第四幅显示二极管两端电压波形;由图可知,电感电压小于电源电压,且电感反向供电与正向供电的电压幅值之和大约等于电源电压。(3)和(4)中输出电压的理想值,与仿真的显示值比较,验证仿真结果的正确性。计算值为:仿真显示值为:%,故仿真结果正确;计算值为:仿真显示值为:%,故仿真结果正确;“”的波形粘贴在下方,并分析电感减小后对输出的影响电感变小后,负载电流的波动幅度增大Boost电路将“”和“”的波形粘贴在下方,描述各波形参数的含义,分析电感电压与电源电压的关系。三幅子图中第一幅显示电源和负载的电压波形,第二幅显示电感的电压和电流波形,第三幅显示控制极输入波形;电感正向电压等于电源电压,此时电感吸收能量,电感反向电压等于需要的负载电压,此时电感释放能量。(3)、(4)中输出电压的理想值,与仿真的显示值比较,验证仿真结果的正确性。计算值:显示值