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《Buck变换器在Matlab_Simulink下的仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《电气开关》(2009.No.6)23文章编号:1004-289X(2009)06-0023-03Buck变换器在Matlab/Simulink下的仿真研究曹霞,关振宏,黄栋杰,邓平(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)摘要:首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab/Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使输出电压更平稳。关键词:Buck变换器;占空比;频率;
2、输出电压;仿真中图分类号:TM624文献标识码:BSimulationResearchofBuckConvertorunderMatlab/SimulinkCAOXia,GUANZhen2hong,HUANGDong2jie,DENGPing(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:ThepaperanalyzestheworkingprincipleoftheB
3、uckconvertoranddeducescalculationformulaoftheBuckconvertor′scircuitparameters;secondlyintroducesthecontroltechniquesofBuckconvertor;atlast,establishessimulationmodelofBuckconvertorundertheMatlab/Simulink.Thesimulationresultsprovethatitcangetsmoothero
4、utput2voltagecurvebyincreasingtheswitchtransistorfrequency.Keywords:Buckconvertor;dutycycle;frequency;output2voltage;simulation压的单管非隔离直流变换器。其主电路如图1(a)所1引言示,Buck变换器的主电路由两个开关管、负载R、电感随着电力电子技术的快速发展,电力电子器件也L和电容C构成。Vg为输入直流电压,V(t)为输出直获得高速发展,80年代以后,各种高速、全控型电
5、子器流电压。开关1导通或开关2导通,Buck变换器有两件先后问世。如可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管种工作电路,工作过程如下。(GTR)、功率场效应晶体管(P2MOSFET)与绝缘栅双极晶体管(IGBT)等全控型器件。DC2DC变换器是开关电源的主要组成部分,目前DC2DC变换器是开关过程中频率提高最快、损耗少、效率高等优点,是开关电源的核心。其中Buck电路和Boost电路是DC2DC变换器最基本的两种拓扑形式。本文主要研究Buck变图1Buck变换器电路换器,分析了Buck变换器的工作原理
6、,推导出Buck变(1)当开关1导通时,工作电路如图1(b)所示,电换器电路中参数的计算公式;然后介绍了DC2DC变换源Vg通过电感L向负载R供电,电感L的储能增加,器的控制技术及其特点;最后在Matlab/Simlink下建iL增加,电感两端电压uL=Vg-V(t)。立仿真模型。(2)当开关2导通时,工作电路如图1(c)所示,电感L向负载R供电,电感L的储能渐渐消耗给负载R,2Buck型DC2DC变换器iL下降,uL=-V(t)。211工作原理212参数的计算公式Buck变换器是一种输出电压等
7、于或小于输入电根据电感电流iL是否连续,Buck变换器有3种工24《电气开关》(2009.No.6)作模式:连续导电模式、不连续导电模式和临界导电模变换器常用的控制方法有电压控制和电流控制,式。连续导电模式为线性系统,控制比较方便、简单。下面分析两种控制的特点。电压型控制变换器的电路而不连续导电模式为非线性系统,不好控制。一般输如图2所示,电压型控制的优点:只检测输出电压一个入电压与输出电压之间的差值越小,就越容易达到连变量,只有一个控制环,设计和分析相对比较简单;由续。为计算分析方便,特作如下
8、假设:开关管为理想元于锯齿波的幅值比较大,因此抗干扰能力比较强。其件;电容、电感也为理想元件;输出电压中的纹波电压缺点:输入电压或输出电流的变化只能在输出电压改与输出电压的比值很小,可忽略。设输入电压E,输出变时才能检测到,并反馈回来进行纠正,因此响应速度电压u0,纹波电压ΔU0,输出功率P0。定义开关1导比较慢;此外由于电压型控制对负载电流没有限制,因通时间ton与开关周期T的比值为占空比,记为D。在而需要额外的电路来限制输出电流。稳态时,电感两端的电压波形周期变化,在一个周期T电流型控制变换
