升压-降压式变换器的仿真

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1、基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真直流斩波电路工作原理分析降压斩波电路降压斩波（BUCK）电路的拓扑结构图如1-1所示。图中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。直流斩波电路工作原理分析（1）t=to时s闭合，电源ui向负载供电，负载电压uo=ui。（2）t=t1时s断开，二极管D续流，负载电流下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。（3）t=t2时刻，s再次闭合，重复上述过程。直流斩波电路工作原理分析降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示直流斩波电路工作原理分析在工作过程中，驱

2、动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-3所示。直流斩波电路工作原理分析由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK斩波电路的输出电压。a)电感电流连续时，有化简可得b)电感电流断续时，有化简可得由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。直流斩波电路工作原理分析升压斩波电路升压斩波（BOOST）电路的拓扑结构如图2-1所示。在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路直流斩波电路工作原理分析升压斩波电路（1）假设L和C值很大。（2）s闭合时，电源ui向电感L充电

3、，电容C向负载R供电（3）s断开时，电源ui和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量直流斩波电路工作原理分析升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示直流斩波电路工作原理分析在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。直流斩波电路工作原理分析由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK斩波电路的输出电压。a)电感电流连续时，有化简可得b)电感电流断续时，有化简可得由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高直流斩波电路工作原理分析升降压斩波电路升降压斩波电路的拓扑结构如图3-1所示

4、。实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路直流斩波电路工作原理分析升降压斩波电路（1）s闭合时，电源ui向L供电使其贮能，C维持输出电压恒定并向负载R供电。（2）s断开时，L的能量向负载释放，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。直流斩波电路工作原理分析升压斩波电路的动态工作过程如图3-2所示直流斩波电路工作原理分析同样地分析BUCK-BOOST斩波电路的工作过程，可以得到电感上的电压和电流波形如图3-3所示。直流斩波电路工作原理分析由伏秒平衡原理可得电感电流连续和断续

5、的输出电压，且其极性与输入相反。a)电感电流连续时，有化简可得b)电感电流断续时，有化简可得由此可以看出，电感电流断续时，BUCK-BOOST斩波电路的输出电压也增大。直流斩波电路工作原理分析负载电压，改变导通时间可以轻松实现直流变换的升降压作用则当1>D>0.5时，>1,此时为升压当0.5>D>0时，<1，此时为降压基于matlab的仿真1.根据升降压电路原理图建立升压-降压式变换器仿真模型如下：2、由IGBT构成直流降压斩波电路(BuckChop-per)的建模和参数设置：（1）电压源参数取Uo=100V；（2）IGBT按默

6、认参数设置，并取消缓冲电路；（3）二极管按默认参数设置；（4）负载参数取R＝50Ω，C＝3e－06F；（5）电感支路L＝95e-5H（6）打开仿真参数窗口，选择ode23tb算法，相对误差设置为1e-03，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.002s；（7）控制脉冲周期设置为1e-04s基于matlab的仿真3.控制脉冲占空比分别设为50%时的波形图如下：IGBT电流二极管电流电感电流负载电压基于matlab的仿真负载上平均电压为100V，波形为有少许波纹的直流电压；理论计算：，Uo与E极性相反；仿真结果与升降压斩波理论

7、分析吻合。基于matlab的仿真4.控制脉冲占空比分别为33.3%时的波形图如下：IGBT电流二极管电流电感电流负载电压基于matlab的仿真负载上平均电压为50V，波形为有少许波纹的直流电压；理论计算：，Uo与E极性相反；仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。基于matlab的仿真5.控制脉冲占空比分别设为75%时的波形图如下：IGBT电流二极管电流电感电流负载电压基于matlab的仿真负载上平均电压为300V，波形为有少许波纹的直流电压；理论计算：，Uo与E极性相反；仿真结果与升降压斩波理论分析吻合。谢谢！