升降压斩波电路和cuk斩波电路的simulink仿真对比_王洪凯

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1、升降压斩波电路和Cuk斩波电路的Simulink仿真对比电子质量（2013第11期）升降压斩波电路和Cuk斩波电路的Simulink仿真对比TheContrastBuk-boostChopperCircuitandCukChopperCircuitBasedonSimulinkSimulati-ocn王洪凯,范鹏涛,李洪福（山东科技大学信息与电气工程学院,山东青岛266590）WangHong-kai,FanPeng-tao,LiHong-fu(CollegeofInformationandElectricalEngi-neering,ShandongUniversityofScien

2、ceandTechnology,ShandongQingdao266590）摘要：现代电力电子技术的基础是电力电子器件，它可以用来实现主电路中电能的变换或控制。绝缘栅双极晶闸管(IGBT)拥有GTR和MOSFET两种器件的优点，因此具有优良的特性，在中、大功率电力电子设备中应用广泛。该文借用Simulink对buck-boost变换电路和Cuk斩波电路进行了仿真，并分析两种功能一样的斩波电路在性能上的差异。关键词：IGBT；buck-boost变换电路；Cuk斩波电路；Simulink仿真中图分类号：TN710文献标识码：A文章编号：1003-0107(2013)11-0019-05A

3、bstract:Modernpowerelectronicstechnologyisbasedonpowerelectronicdevices,whichcanbeusedtoachievecontrolofelectricenergyconversioninthemaincircuit.InsulatedGateBipolarTransistor(IGBT)hasadvantagesoftwodevicesofGTRandMOSFET,soithasexcellentcharacteristicsandit'swidelyusedinthemiddleandhigh-powerele

4、ctronicdevices.Articleintroducedbuck-boostconvertercircuitandCukchop-percircuitsimulationbySimulinkandanalysisthedifferencesoftwofunctionsinthesamechoppercircuitperformance.Keywords:IGBT;buck-boostConverter;Cukchoppercircuit;ThesimulationofSimulinkCLCnumber:TN710Documentcode:AArticleID：1003-0107

5、(2013)11-0019-051绝缘栅极双极性晶体管模块1.1原理与图标工程上常说的IGBT，学名为绝缘栅极双极性晶体管，是一种受栅极信号控制的半导体器件。IGBT具有三个端口，分别是发射极E、栅极G和集电极C。IGBT的电路符号和外特性如图1所示。(b)IGBT外特性图1IGBT是场效应晶体管和电力晶体管两类器件相互取长补短适当结合而成的复合器件，故具有以上两类器件的优良性能，如开关损耗小，开关频率高，通流能力强[1]等，因此它在电力电子中小功率设备中占有主导地位。IGBT的导通与关断条件是：(1)集射极(集电极-发(a)IGBT电路符号射极)电压UCE为正且大于正向导通压降Vf，

6、栅射电压uGE若为正并大于开启电压UGE(th)时导通；(2)集射极电压UCE为正，但栅射电压uGE小于开启电压UGE(th)时关断；作者简介：王洪凯(1989-)，男，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与控制。19电子质量（2013第11期）升降压斩波电路和Cuk斩波电路的Simulink仿真对比(3)集射极电压UCE为负，IGBT处在反向阻断工作状态，双击IGBT模块，打开其参数对话框，如图4所示。则其关断。而工程上的IGBT，由于模块内部已与快速二该模块含有的主要参数如下：极管反并联，故其不存在反向阻断工作状态。(1)"导通电阻"选项：单位Ω，表示IGBT导通时的IGBT模块的开

7、关特性如图2所示。在关断时，IGBT器件电阻。的电流下降时间可分为tf1和tf2两段。tf1是IGBT内部的(2)"电感"选项：单位H，由于要模拟IGBT导通或MOSFET的关断过程，电流降低至幅值的10%；tf2是IG-关断的变化过程，因此其值不能设置为0。BT内部的PNP晶体管的关断过程，电流下降较慢，也称(3)"正向电压"选项：模块的门槛电压Vf，单位V，tf2为拖尾时间。电流下降时间tf1和tf2可在Simulink模表示IGBT导通时