直流斩波电路的matlab建模与仿真 毕业设计

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1、直流斩波电路的MATLAB建模与仿真摘要:直流斩波电路包括降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。本实验设计的是Buck降压斩波电路，采用全控型器件IGBT。根据Buck降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，并通过Matlab仿真分析。关键词:降压斩波、主电路、控制电路、驱动及保护电路。Abstract:Dcchoppingcircuitincludingstep-downchoppercircuit,boostchoppercircuit,buckchoppercircui

2、t,Cukchoppingcircuit,SepicchoppercircuitandZetachoppercircuit.Buckstep-downchoppercircuitisdesignedinthisstudy,usingIGBTtypecontroldevice.AccordingtoBuckstep-downchoppercircuitdesigntaskrequirementdesignofmaincircuit,controlcircuit,driveandprotectioncircuit,andthroughMatlabsimulat

3、ionanalysis.Keywords:step-downchopper,maincircuit,controlcircuit,driveandprotectioncircuit.引言：直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电源则是斩波电路应用的新领域，是电力电子领域的一大热点。DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。直流斩波电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源，以及用于其他领域的直流电源。斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（PWM）、频率调制方式和混合型。脉宽调制方式（PWM）较为通用。当今世界软开关(Soft

4、switching)技术使得DC/DC变换器发生了质的变化和飞跃，其广泛的应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、直流电机驱动系统、混合能源电动汽车等场合。241设计目的直流斩波电路（DCChopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流—直流变换器（DC/DCConverter）。直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，其中IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与GTR的复合器件，它既有MOSFET易驱动的特点

5、，输入阻抗高，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点，因此发展很快。其在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。因此本文设计Buck降压斩波电路，采用全控型器件IGBT，并通过Matlab仿真，分析Buck降压斩波电路的特性。2设计任务与要求2.1设计任务要求设计Buck降压斩波电路的主电路、控制电路、

6、驱动及保护电路，以及进行Matlab仿真分析。主电路模块：由全控型IGBT的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。的大小。控制电路模块：用SG3525来控制IGBT的开通与关断。驱动及保护电路模块：用来驱动IGBT以及保护主电路。通过对主电路的建模，进行仿真分析。242.2设计要求对Buck降压电路的基本要求有以下几点：1.输入直流电压：Ud=100V2.开关频率30KHz3.输出电压范围20V~80V4.输出电压纹波：小于1%5.最大输出电流：5A（在额定负载下）6.具有过流保护功能，动作电流：6A7.具有稳压功能8.采用电阻性负载时，测试效率不低于8

7、0%4设计内容根据Buck降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如图1所示。BUCK主电路驱动电路控制电路SG3525图1电路框图在图1结构框图中，控制电路是用来产生IGBT降压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路将控制信号通过转换来控制IGBT，使其开通或关断。通过控制IGBT的开通和关断来控制IGBT降压斩波电路的主电路工作。保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流、过电压和欠电压等现象损害电路设备。最后进行对主电路进行Matlab仿真分析。5设计方案的选定与说明245

8、.1降压斩波电路5.1.1降压斩波电路原理式中为V处于通态的时间；