江苏大学电力电子课程设计报告

江苏大学 电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计 基于基于 MATLABMATLAB 的的 simulinksimulink 仿真仿真 学校 学校 班级 班级 姓名 姓名 学号 学号 20132013 年年 6 6 月月 2727 号号 江苏大学 一 设计要求一 设计要求 1 设计内容 1 根据给定指标 设计 BOOST 电路参数 2 根据给定指标 设计 CUK 电路参数 3 利用 Simulink 软件 对上述电路进行验证 4 在实验平台上 进行实验 观察重要参数 5 撰写课程设计报告 2 给定参数 1 BOOST 电路 INPUT VOLTAGE 50V OUTPUT VOLTAGE 100V LOAD RESISTANT 1K SWITCH PERIOD 2 2E 5s 2 CUK 电路 INPUT VOLTAGE 80V OUTPUT VOLTAGE 100V LOAD RESISTANT 1K SWITCH PERIOD 2 2E 5s 3 设计步骤 1 根据公式计算两个电路中的电感 电容值 江苏大学 2 计算电路中功率器件的额定电流 电压 进行选型 3 通过仿真实验 验证电路参数是否正确 4 观察电路中主要波形 并记录 仿真 实验 二 电路原理及设计方案二 电路原理及设计方案 1 BOOST1 BOOST 电路图电路图 BoostBoost 电路基本工作原理 电路基本工作原理 Boost 电路又称为升压斩波电路 当 V 处于导通时 电源 E 向电感 L 充电 电感电流线性增长 SS LonS VV TDT LL iA 同时电容 C 上的电压向负载供电 因为 C 很大 所以输出电压基本 保持恒定 当 V 处于关断时 E 和 L 同时向 C 充电 并向负载 R 提 供能量 此时电感电流线性减小 1 OSOS LSonS VVVV TTD T LL i A 稳态工作时 V 导通期间 电感电流的增量等于 V 关断时电感电流 的减小量 由此可得 江苏大学 1 1 OS VV D 2 CUK2 CUK 电路图电路图 CukCuk 电路基本工作原理 电路基本工作原理 当可控开关 V 处于通态时 E L1 V 回路和 R L2 C V 回路分别 流过电流 此时 VD 处于断态 电感 L1 的电流增量和电感 L2 的电流 增量分别为 1 1 S LS V DT L iA 1 2 2 CO LS VV DT L i A 当 V 处于断态时 E L1 C VD 回路和 R L2 VD 回路分别流过电 流 电感 L1 的电流减小量和电感 L2 的电流减小量分别为 1 1 1 1 CS LS VV D T L i A 2 2 1 O LS V D T L i A 当电路稳定运行时 在一个周期中 电感 L1 的增量等于其减小量 电感 L2 的增量等于其减小量 因此可得 1 OS D VV D 三 参数计算三 参数计算 1 1 BOOSTBOOST 电路电路 江苏大学 d 50 0 5 0 05 f0 1 0 1 50000 UD LH I 0 0 1 0 5 1 10 7 f0 1 100 50000 ID CF U 2 CUK2 CUK 电路电路 5 80 d 9 1 2 0 089 f0 1 0 1 50000 UD LLH I 4 0 1 9 1 8 9 10 8 f0 1 100 50000 I CF U 1D 22 5 80 d 9 2 2 5 10 9 8 1 f8 0 089 0 1 100 50000 UD CF U L 四 仿真电路设计与仿真波形四 仿真电路设计与仿真波形 1 1 BOOSTBOOST 电路电路 电路参数 L 0 05H C 6e 7F R 1000 欧姆 输入电压 80V 占空比 江苏大学 50 时输出电压为 100V 输出电压峰峰值 1 3V 电感 二极管 IGBT 的电参波形 2 CUK2 CUK 电路图电路图 江苏大学 参数 L1 L2 0 089H C1 1 65e 7F C2 3 4e 9F 输入电压 80V 占空比 55 时输出电压为 100V 各器件电参波形如下 江苏大学 实验结果分析实验结果分析 1 1 BoostBoost 电路电路 输入电压 50V 输出电压 100V 开关频率 50KHz 占空比为 50 时 电路中电流波形 见附件 2 2 CukCuk 电路电路 江苏大学 输入电压 80V 输出电压 100V 开关频率 50KHz 占空比为 55 时 电路中电流波形 见附件 3 3 实测波形与仿真波形有差别的原因 实测波形与仿真波形有差别的原因 1 输出电压的变化导致电路中电流的变化 而电源总是有一定的内 阻的 所以输入电压也会产生波动 2 在推导这两个电路的计算公式和仿真时 我们将开关器件和二极 管默认为理想器件 即导通压件为零 而实际电路中这两种器件总 会产生一定的压降 而且压降会随导通电流的变化产生微小的变化 3 器件的寄生电感和寄生电容会对电路波形产生一定的影响 4 示波器的探头干扰和外界干扰会对电路波形产生一定的影响 5 电路中的电流波形是通过测量采样电阻上的电压得到的 而电阻 的阻值会随着温度的变化而变化 另外也和采样电阻的精度有关 七 心得体会七 心得体会 课程设计就是将书本上学到的理论知识运用到实践 就拿 电力电子课程设计来说 不是一味都将书本上的公式转移到这上 面