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电力电子技术实验报告
实验名称： 升降压式直流斩波电路的仿真与分析 班 级： 自动化091 组 别： 第七组 成 员： 江燕 钱丽莎 王松海
金华职业技术学院信息工程学院
2011年 11月 6 日
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目录
一.
升降压式直流斩波电路 ..................................................................................................... - 1 - 1. 电路的结构与工作原理 ................................................................................................ - 1 - 2. 建模 .................................................................................................................................. - 2 - 3. 仿真结果与分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。 4. 小结 .................................................................................................................................. - 8 - 二.
Cuk直流斩波电路 ............................................................................................................. - 8 - 1. 电路的结构与工作原理 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2. 建模 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 3. 仿真结果与分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。 4. 小结 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 三.
总结： ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
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图索引
图 1 升降压式直流斩波电路的电路原理图 ................................................................... - 1 - 图 2 升降压式直流斩波电路的MATLAB仿真模型 .................................................... - 3 - 图 3 D=0.2 升降压式直流斩波电路仿真结果 ................................... 错误!未定义书签。 图 4 D=0.5 升降压式直流斩波电路仿真结果 ................................... 错误!未定义书签。 图 5 D=0.8 升降压式直流斩波电路仿真结果 ................................... 错误!未定义书签。 图 6 Cuk直流斩波电路的电路原理图 ................................................. 错误!未定义书签。 图 7 Cuk直流斩波电路的MATLAB仿真模型 .................................. 错误!未定义书签。 图 8 D=0.2 Cuk直流斩波电路仿真结果 ............................................ 错误!未定义书签。 图 9 D=0.5 Cuk直流斩波电路仿真结果 ............................................ 错误!未定义书签。 图 10 D=0.8 Cuk直流斩波电路仿真结果 ......................................... 错误!未定义书签。
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升降压式直流斩波电路仿真建模分析
一、升降压式直流斩波电路
1.电路的结构与工作原理 1.1电路结构
图 1 升降压式直流斩波电路原理图
1.2 工作原理
当控制开关VT导通时，直流电源E经VT给电感L充电储存能量，电感电压上正下负，此时二极管VD被负载电压（下正上负）和电感电压反偏，流过VT的电流为i1(=iL),由于此时VD反偏截止，电容C向负载R提供能量并维持输出电压基本恒定，负载R及电容C上的电压极性为上负下正，与电源极性相反。
当控制开关VT关断时，电感L极性变反（上负下正），VD正偏导通，电感L中储存的能量通过VD向负载R和电容C释放，放电电流为i2，电容C被充电储能，负载R也得到电感L提供的能量。
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该电路也称作反极性斩波电路。
1.3基本数量关系
稳态时，一个周期T内电感L两端电压ul对时间的积分为零，即
当V处于通态期间时，ul=E；而当V处于断态期间时，uL=-uo
输出电压为
T0uLdt0EtonUotoff
UotontEonEEtoffTton12.建模
在MATLAB新建一个Model，命名为R_Load，同时模型建立如下图所示：
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图 2 升降压式直流斩波电路的MATLAB仿真模型
2.1模型参数设置
a.直流电源参数
b.同步脉冲信号发生器参数
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c.晶闸管的参数
d.电感、电阻、电容的参数
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e.示波器参数
示波器五个通道信号依次是：①直流电源的电流；②流过电感的电流；③电阻负载的电流；④电阻负载的电压；⑤直流电源的电压。
3 仿真结果与分析
a. 导通比D=0.2，MATLAB仿真波形如下：
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图 3 D=0.2 升降压式直流斩波电路仿真结果
b. 导通比D=0.5，MATLAB仿真波形如下：
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图 4 D=0.5 升降压式直流斩波电路仿真结果
b. 导通比D=0.8，MATLAB仿真波形如下：
图 5 D=0.8 升降压式直流斩波电路仿真结果
4小结
改变导通比a，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0,.二、Cuk直流斩波电路
1.电路的结构与工作原理 1.1电路结构
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图 5 Cuk直流斩波电路原理图
1.2 工作原理
当控制开关VT处于通态时，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分别流过电流。 当控制开关VT处于断态 时，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分别流过电流。
输出电压的极性与电源电压极性相反。
1.3基本数量关系
稳态时电容C的电流在一周期内的平均值应为零，也就是其对时间的积分为零，即
i C d t 0
0T
在书P205页的等效电路中，开关S合向B点时间即V处于通态的时间ton，则电容电流和时间的乘积为I2ton。开关S合向A点的时间为V处于断态的时间toff，则电容电流和时间的乘积为I1 toff。由此可得
I t I t
2on1off,.
从而可得
I2toffTton1I1tonton当电容C很大使电容电压uc的脉动足够小时，输出电压Uo与输入电压E的关系可用以下方法求得：
V导通时，即开关S合到B点时，B点电压uB=0，A点电压uA=-uc V截止时，即开关S合到A点时，uB=uc,uA=0，B点电压uB平均值为 UB
又因电感L1的电压平均值为零，所以
电感L2的电压平均值为零，A点的电压平均值为
toffTUCEUBtoffTUC UA
tonUTC可得出输出电压Uo与电源电压E的关系
UotontonEEEtoffTton1,.
2.建模
在MATLAB新建一个Model，命名为R_Load，同时模型建立如下图所示：
图 6 Cuk直流斩波电路的MATLAB仿真模型
2.1模型参数设置
a.直流电源参数
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b.同步脉冲信号发生器参数
c.晶闸管的参数
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d.电感、电阻、电容的参数
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e.示波器参数
示波器六个通道信号依次是：①直流电源电流；②直流电源电压；③流过电容的电流；④流过阻感负载的电流；⑤电阻两端的电压；⑥流过IGBT的电流。
3 仿真结果与分析
a. 导通比D=0.2，MATLAB仿真波形如下：
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图 7 D=0.2 Cuk直流斩波电路仿真结果
b. 导通比D=0.5，MATLAB仿真波形如下：
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图 8 D=0.5 Cuk直流斩波电路仿真结果
b. 导通比D=0.8，MATLAB仿真波形如下：
图 5 D=0.8 Cuk直流斩波电路仿真结果
4小结
Cuk直流斩波电路，输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。
三、总结
这两种不同接法的升降压电路中:
当0
