现代电力电子技术大作业

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1、一、单端反激式电路（Flyback）仿真1、设计指标：输入电压200V，输出电压40V，初、次级电流连续；改变触发脉冲的占空比，输出电流断续波形。2、单端反激电路的工作原理：单端反激变换器的变压器起了储能电感的作用，其原理图如图1-1所示：图1-1单端反激电路原理图当开关管Q导通时，开关管的门极被激励而导通，输入电压加到变压器的两端，此时初级绕组两端的极性为上正下负，根据变压器的极性可知，次级绕组两端的极性为下正上负，因此二极管截止，次级绕组中没有电流流过，负载电流由滤波电容提供。此时只有变压器原边工作，变压器相当于一个电感，设绕组Np

2、的电感量为Lp，则导通期间流过初级绕组Np的电流为：ip(t)=Vint/Lp，t=ton时，开关管Q截止，原边绕组开路，次级绕组的电压极性上正下负，二极管D导通期间储存在变压器中的能量通过二极管向负载释放，同时向电容充电。此时变压器只有副边绕组工作，Q管截止期间流过次级绕组的电流为：is(t)=Irmax-Vot/L2。t=T时，副边电流is达到最小值：Ismin=Ismax-Votoff/L2。一、单端反激式电路（Flyback）仿真1、设计指标：输入电压200V，输出电压40V，初、次级电流连续；改变触发脉冲的占空比，输出电流断续

3、波形。2、单端反激电路的工作原理：单端反激变换器的变压器起了储能电感的作用，其原理图如图1-1所示：图1-1单端反激电路原理图当开关管Q导通时，开关管的门极被激励而导通，输入电压加到变压器的两端，此时初级绕组两端的极性为上正下负，根据变压器的极性可知，次级绕组两端的极性为下正上负，因此二极管截止，次级绕组中没有电流流过，负载电流由滤波电容提供。此时只有变压器原边工作，变压器相当于一个电感，设绕组Np的电感量为Lp，则导通期间流过初级绕组Np的电流为：ip(t)=Vint/Lp，t=ton时，开关管Q截止，原边绕组开路，次级绕组的电压极性

4、上正下负，二极管D导通期间储存在变压器中的能量通过二极管向负载释放，同时向电容充电。此时变压器只有副边绕组工作，Q管截止期间流过次级绕组的电流为：is(t)=Irmax-Vot/L2。t=T时，副边电流is达到最小值：Ismin=Ismax-Votoff/L2。图1-2三种工作状态单端反激变换器也有电流连续和电流断续两种工作方式，但是连续的定义不同。单端反激变换器是耦合电感，对原边绕组的自感来讲，它的电流不可能连续，因为开关管断开后电流必然为零，这时必然在次级绕组的自感中引起电流，故对单端反激变换器来讲，电流连续是指变压器两个绕组的合成

5、安匝在一个开关周期中不为零，与此相反即为电流断续。如果，在t=T时刻，Ismin=0表示导通期间储存的磁场能量刚好释放完毕；也就是临界状态。，Ismin>0表示导通期间储存的磁场能量还没有释放完，电路工作在连续状态；Ismin<0表示导通期间储存的磁场能量还没有到时刻就已经释放完毕，即电路工作在断续状态下。电流连续下的理论波形：图1-3理论输出波形1、实验步骤1）根据实验设计指标选择所需器件输入直流电源：Vin200V；变压器T的参数，Lp:10uH,，Ls:5uH,变压器初级线圈匝数：200匝，次级线圈匝数：10匝，变压器励磁电感Lm

6、:1m；滤波电容C：110uF,初始电压10V；触发频率：100k,占空比0.8；负载为阻性负载：5Ω。2）利用所选的元器件，搭建原理图，并按已知参数设置各元件参数，设定仿真控制时间。保存原理图。将MOSFET和二极管D1参数选项中的currentflag设置为1，这样可以将电流表缺省直接测得电流波形。3）点击仿真按钮，双击要观察波形的参数值，点击确定，观察仿真波形。4、仿真电路图电路原理图如下：图1-4仿真电路图1、仿真结果1）电流连续输出波形按照顺序，图中的I（D1）为变压器次级电流大小，在图中的大致形状是呈线性下降的直线；I（MO

7、S1）是变压器初级电流大小，在图中的大致形状是呈线性增长的直线；图中的Vp1是输出电压，近似为一条平行于时间轴的一条直线，但略有脉动。图1-5电流连续下仿真结果2）电流断续输出波形降低触发电路的占空比，电流将断续，将占空比变为0.5，输出初、次级电流波形如下图1-6所示。图1-6电流连续下仿真结果6、仿真结果分析观察图1-5的仿真结果，按照所选参数构建的电路，电流连续时，输出电压40V达到了预期制定指标。在开关管MOSFET导通的时间段内，变压器初级电流I（MOSFET）线性上升,此时变压器次级电压为下正上负，使得二极管反偏截止，即I（

8、D）为零,此时负载电流由滤波电容提供。当开关管关断时，存储在Lp中的能量不能突变，为维持电流连续，变压器初、次级绕组电压反号，使得二极管正偏导通，给电容C充电并向负载供电。二极管导通，u2便被箝位在Vo的水