电力电子技术课程设计--斩波电路的matlab仿真研究

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1、课程设计计算说明书课程名称：电力电子技术课程设计设计题目：斩波电路的Matlab仿真研究专业班级：电气工程及其自动化XXX班学生姓名：XXX(XXXXXXXX)指导老师：电力电子课程设计指导小组XXXX年XX月XX日目录一、设计的目的二'设计的任务三、仿真研究的内容与步骤降压斩波电路的仿真研究。升压斩波电路的仿真研究。升降压斩波电路的仿真研究。总结五、参考文献课程设计的教学目的及要求本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节Z—。本课程设计的任务是利用所学《电力电子技术》专业知识，以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成对所学电力电子器

2、件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以及逆变电路的建模与仿真。其目的是培养学生综合运用所学知识，分析、解决工程实际问题的能力；巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。要求学生在规定时间内通过分析任务书、查阅收集资料，充分发挥主动性与创造性，在老师的指导下联系实际、掌握正确的方法，理清思路，独立完成课程设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求能够熟练搭建仿真模型，并能进行调试及对电路输出波形的分析；课程设计说明书要求整洁、完备、内容正确、概念清楚、文字通畅，符合规范。二设计的任务(1)降压斩波电

3、路的仿真研究。(2)升压斩波电路的仿真研究。(3)升降压斩波电路的仿真研究。三、仿真研究的内容与步骤1.降压斩波电路的仿真研究1.1电路原理图降压斩波电路的原理图及工作波形如图所示，该电路使用一个全控型器件V,图中为IGBT,也可以使用其它器件，续流二极管VD在IGBT关断期间为电感储存的能量提供释放通道。该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。b电流连续时的波形C）电流断续时的波形工作原理：匸0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压UO二E,负载电流io按指数曲线上升。匸ti吋控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，

4、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。到一个周期T结束，再驱动IGBT导通，重复上一周期的过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图b）所示。负载电压的平均值为:U°E=aEton为V处于导通的时间；toff为V处于关断的时间；a为导通占空比。负载屯流平均值为：/二J-Em°R1.2建立仿真模型.unthicd■°OrEdhVrcwFoinmiTookMdpDGldl»■

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6、1）建立一个仿真模型的新文件。在IOC*MATLAB的菜单栏上点击File,选择New,再在弹出菜单屮选择Model,这时出

7、现一个空白的仿真平台，如图所示。在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击翳图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成直流降压斩波电路的元器件有直流屯源、IGBT、屯阻、屯容、二极管。3）将电路元器件模块按直流降压斩波的原理图连接起来组成仿真电路。如图所示。参数设置如下：a.IGBT参数设置Ron二0.001,Lon=0,Vf=l,Rs=le5ob.RLC元件参数设置R=1欧姆，电感L=0.1Hoc・脉冲发牛器参数设置振幅为IV,周期=0.02s,初相位为0。d.直流电源电压参数设置电源电压幅

8、值为100V,初相位为0度。e・仿真参数设置开始仿真吋间：0.0，停止仿真吋间:l.Oof.示波器波形依次是电源电压，负载两端电压，脉冲信号，流过负载电流。1・3仿真波形结果与分析图1—1、图1—2、图1—3分別是a=20%、a=50%、a=80%时仿真波形。•IIIIT^im.f!：*：jM<•••・•aF02bja.4isUo90・A人▲」丄人▲•・•，-J•-*ik>▲▲AAX▲A••■・..■••.",.-«•JI-■.入丄人人▲丄AX■•—^―^―__,__,__9~0OGOriII’*]{j

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15、端电压，脉冲信号和流过负载电流波形当占空比a=20%