自动化专业方向课程设计-基于matlab的升压-降压式变换器的仿真

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1、专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向课程设计设计名称：基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：2011-11-10——2011-12-6西南科技大学信息工程学院制14方向设计任务书学生班级：自动0804学生姓名：陆红伟学号：设计名称：基于MATLAB升压—降压式变换器的仿真起止日期：2011-11-10——2011-12-6指导教师：李丽设计要求：１、理解升压－降压式变换器的电路图，对电路中的元器件的作用有深刻的认识。　　　　　２、在对升压-降压（Boost-Buck）式变换器电路理论分析的

2、基础上，建立基于Simulink的升压－降压式变换器的仿真模型　　３、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。　４、在实际操作中，验证所设计仿真模型的正确性。方向设计学生日志时间设计内容11月8日分析题目要求，目的11月10日联系指导老师，了解其具体要求和做法11月15日收集资料，构建仿真电路草图11月17日在MATLAB中找相应电力电子器件构建模型11月20日仿真电路，修改自己能发现的问题11月28日找指导老师答疑，解决自己未能处理的问题11月29日完成整个电路的仿真12月1日写设计报告

3、12月3日修改并完成报告，整个设计过程结束14基于MATLAB的升压－降压式变换器的仿真一、摘要　　直流斩波电路就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称DC/VC变换。使用直流斩波技术，不仅可以实现调压功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因素的目的。直流斩波技术主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。直流斩波包括降压斩波电路、升压斩波电路和升降压斩波电路。而利用升压——降压变换器，既可以实现升压，也可以实现降压。关键词MATLAB升压－降压式变换器斩波电路仿真二、设计目的和意义通过对升压-降压（Boost-Buc

4、k）式变换器电路理论的分析，建立基于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。通过仿真分析验证所建模型的正确性。三、设计原理升压-降压式变换器电路图如图1所示。设电路中电感L值很大，电容图1升压-降压式变换器电路图图C值也很大，使电感电流和电容电压基本为恒值。设计原理是：当可控开关V出于通态时，电源经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为，方向如图1中所示。同时，电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中贮存的能量向负载

5、释放，电流为，方向如图1中所示。可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。稳定时，一个周期T内电感L两端电压对时间的积分为零14则：当V处于通态期间时，；而当V处于端态期间时，。于是，，所以输出电压为:其中β=1-α，若改变导通比α，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<0.5时为降压，当0.5<α<1时为升压，如此可以实现升压-降压的变换，该电路称作升降压斩波电路即升降压变换器。图2中给出了电源电流和负载电流的波形，设两者的平均值分别为和，当电流脉动足够小时，有可得如下图

6、2升降压电路电源电流及负载电流波形如果V、VD为没有损耗的理想开关时，则:，其输出功率和输入功率相等，可将其看作直流变压器。四、详细设计步骤1、在MATLAB中的Simulink下画出仿真模型。打开PowerSystem工具箱中的电力电子模块组,分别复制一个IGBT模块、二极管Diode模块到模型中。打开IGBT对话框,按照默认值设置相关参数,并取消内部缓冲电路,即RS=inf、CS=0。打开电源模块,复制一个直流电压源模块Us，电压源Us=100V。打开元件和接地模块组,复制一个串联RLC元件模块和一个并联RLC原件模块以及接地模块

7、到模型窗口中打开参数设置对话框,要将串联的RLC电路改单个L原件，设置参数为R=0Ω、L=5mH，C=inf。将并联的RLC原件模块改成并联的RC模块，设置参数为R=50Ω、L=inf、C=3e-614从Simulink信号与系统模块组中复制一个具有两个输出信号的分离器,输入端连接到IGBT的m端(用于IGBT电流和电压的测量),一个输出端接到示波器Scope的输入端上。从Simulink输入源模块组中复制一个脉冲发生器模型模型窗口中,命名为Pulse并将其输出接到IGBT的门极上。从连接器模块组中复制两个T连接器到仿真模型窗口中,作

8、为多元件连接的节点。2、设计仿真电路模型图如图3所示：负载为阻性RLC时：负载为电容C时：14负载为RLC串接反电动势：图3升压-降压式变化器仿真电路模型图3、仿真打开仿真参数窗口,选择ode23tb算法,相对误差设置为