西交电力电子第四次研讨课报告直流直流斩波.doc

电力电子技术第四次讨论课报告2017.11.7第一题：仿真电路：（1）Boost 变换器，Vin=80V, Vo=100V, RL=20omg, fs=100kHz, L=100uH, C=100uF, 理论计算电感电流纹波、电容电压纹波，并进行仿真验证；由电压增益公式VoVin=Ttoff=11-求得此时触发脉冲占空比为20%。所得仿真波形如下：电感纹波 电容纹波理论值：1.6A 理论值：0.1V仿真值：1.579A 仿真值：0.09864V（2）Boost变换器，调节占空比0.3-0.8；描述占空比和电感纹波、电容纹波、电压增益（Vo/Vin）之间关系，并进行仿真验证；占空比0.3：占空比0.35：占空比0.4：占空比0.45：占空比0.5：占空比0.55：占空比0.6：占空比0.65：占空比0.7：占空比0.75：占空比0.8：结果分析：（1）电感纹波可计算利用开关管导通阶段电感电流增量计算，由公式Ldidt=Vin,再取积分可得i=Vin,Lton, i即为电感纹波值，仿真值与计算值基本一致。（2）电容电压纹波值由公式Cdudt=ucR,两边取积分，uC取输出电压平均值,求得U=ucRCton,由上表得计算值与仿真值基本一致。（3）电压增益公式为VoVin=Ttoff=11-,从上表可以看出电压增益的理论计算值与仿真值十分接近。电感电流纹波占空比关系曲线电容电压纹波占空比关系曲线电压增益占空比关系曲线第二题：以全桥逆变+全波整流结构为例。仿真电路：Ud1=900V, T=20:3:3, RL=10omg, fs=100kHz, L=600uH, C=200uF变压器参数设置：漏阻抗为0，励磁阻抗为无穷大，变压器为理想变压器。1. Vin=900V, Vo=60V, T=20:3:3, RL=10omg, fs=100kHz, L=600uH, C=200uF，仿真研究电路工作原理，分析工作时序；根据公式UoUi=N2N1 2tonT,输出电压为60V时占空比为22.2%。仿真波形：输出电压：输出电压平均值为59.1V。2. 调节负载电阻，实现电流连续和断续，并仿真验证理论计算：二次侧电感电压uL+uR电压波形如下图所示：其幅值为135V,周期为510-6s,占空比为44.4%，而uR=Vo=60V,计算断续临界电阻时可分高电压与低电压两阶段计算。高电压阶段：uL=135-uR=75V,故LdiLdt=uL,电感电流直线上升，两边积分可得iL=0.2775A。低电压阶段：电感对电容与电阻供电，电感电流直线下降，断续临界条件即为电感电压刚好下降为零，因uc变化很小，故电容电流iC很小并可将其忽略，故uL=iLR= LdiLdt,所以diLdt= iLRL,两边对t取积分可得 iL= iLRLdt，由于iL直线下降并且在临界条件时终值为0，故 iLRLdt=iLR2Lt=0.2775A, R=0.555L/iLRt,带入电感值L=600uH得电阻临界值为431.65仿真波形R=100电流连续R=422电流连续R=423电流断续R=500电流断续由仿真波形可得仿真电流断续临界电阻值为422，与理论值误差为2.2%。误差产生原因主要为二极管导通管压降约为0.7V,从而使高电压时uL+uR值略低于75V。3. 调节占空比，分析占空比与电压增益（Vo/Vin）关系。占空比调节范围0.20.5。0.2：计算值：54V仿真值：53.16V电压增益：0.3940.25：计算值：67.5V仿真值：66.6V电压增益：0.4930.3：计算值：81V仿真值：80.14V电压增益：0.5940.35：计算值：94.5V仿真值：93.65V电压增益：0.6940.4：计算值：108V仿真值：107.1V电压值增益：0.7930.45：计算值:121.5V仿真值:120.6V电压