试验报告升降压和Cuk电路

1、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日目录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3.仿真结果与分析错误!未定义书签。4. 小结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。总结：.错误!未定义书签。图索弓图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3D

2、=0.2 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图4D=0.5 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图5D=0.8 升降压式直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图6Cuk直流斩波电路的电路原理图 错误！未定义书签。图7Cuk直流斩波电路的 MATLAB仿真模型 错误！未定义书签。图8D=0.2 Cuk直流斩波电路仿真结果 错误！未定义书签。图9D=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。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

3、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。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

4、分为零，即Tu L d t 00 L当V处于通态期间时，ul=E ;而当V处于断态期间时，uL=-u oE t°n U o t°ff输出电压为onTtonUo如Etoff2.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c.晶闸管的参数d.电感、电阻、电容的参数e.示波器参数电阻负载的电示波器五个通道信号依次是：直流电源的电流； 流过电感的电流;流；电阻负载的电压；直流电源的电压。3仿真结果与分析a.导通比D = 0.2，MATLAB

5、 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：图4D=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:4小结0<a <1/2 时改变导通比a，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当为降压，当1/2<a <1时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路（buck-boost变换器）。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

6、 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2ton11toff从而可得2IltofftonT気1ton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

7、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=-u cV截止时，即开关 S合到A点时，uB=u c,uA=0，B点电压uB平均值为t offU b n U cT又因电感L1的电压平均值为零，所以toffTUc电感L2的电压平均值为零,A点的电压平均值为tonTUc可得出输出电压 Uo与电源电压E的关系Uo严Etoffton e _T ton12.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b同步脉冲信号发生器参数c.晶闸管的参数d

8、.电感、电阻、电容的参数e.示波器参数示波器六个通道信号依次是：直流电源电流；直流电源电压；流过电容的电流;流过阻感负载的电流；电阻两端的电压；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:图7D=0.2Cuk直流斩波电路仿真结果b.导通比D=0.5, MATLAB 仿真波形如下:图8D=0.5Cuk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<D<1/2 时，斩波器输出电压低于输入直流电压，此时为降压变换。当1