直流降压斩波电路的设计

直流降压斩波电路的设计

一.摘要

MATLAB(矩阵实验室)是一种科学计算软件，它是一种以矩阵为基础的交

互式程序计算语言。S1MULINK是基于框图的仿真平台，它挂接在MATLAB环

境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。

直流斩波是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流一直流变换，

此文已MATLAB仿真软件为基础，完成了对斩波电路的仿真分析工

二.学习要求

(1)熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数能正确选择和使

用它们。

(2)熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路中的电磁过

程掌握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初步设计计算。

(3)了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。

(4)了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。

(5)掌握基本实验方法与训练基本实验技能。

三.任务及要求

直流电源电压200v电阻2欧姆电感5mH反电动势80v开关管采用IGBT

驱动信号频率lOOOhz占空比70%仿真时间0.02s

四.降压斩波电路原理

降压斩波电路的原理图以及波形如图所示

图降压斩波电路原理图

该电路使用一个全控型器件V,图为IGBT。为在V关断时给负载中电感电流提

供通道，设置了续流二极管VD。斩波电流主要用于电路的供电电源，也可拖动直流电动机

或蓄电池负载等。

如图中V的栅极电压UGE波形所示，在t=0时刻驱动v导通，电源E向负载供电，负

载电压%=E,负载电流M按指数上升。

当t=£i时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压劭近似为零负载

电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。

至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。当工作处于稳态时，负

载电流在一个周期的初值和终值相等，如图所示。负载电压平均值为

tt

Uo=----------------E==aE

，。n+LftT

式中，t”为v导通的时间；t。"为V处于断开状态的时间；T为开关周期；

a为导通占空比。

负载电流平均值为

Ur>-Ef99

乙r=-----------

R

五.仿真电路图及参数设置

powergu，

占空比70%

图BlockParameters:PulseGeneratorX

PulseGenerator

Outputpulses:

if(t>=PhaseDelay)&&Pulseison

Y(t)=Amplitude

else

Y(t)=0

end

Pulsetypedeterminesthecomputationaltechniqueused.

Time-basedisrecommendedforusewithavariablestepsolver,

whileSample-basedisrecommendedforusewithafixedstep

solverorwithinadiscreteportionofamodelusingavariable

stepsolver.

Parameters

Pulsetype:Timebased▼

Time(t):Usesimulationtime▼

Amplitude:

j:

Period(secs):

0.001：

PulseWidth(%ofperiod):

70：

Phasedelay(secs):

0:

OKCancelHelpApply

电阻2。

需BlockParameters:RX

SeriesRLCBranch(mask)(link)

ImplementsaseriesbranchofRLCelements.

Usethe,Branchtype*parametertoaddorremoveelements

fromthebranch.

Parameters

Branchtype:[R

Resistance(Ohms):

2

MeasurementsNone

OKCancelHelpApply

电感5mH

6BlockParameters:LX

SeriesRLCBranch(mask)(link)

ImplementsaseriesbranchofRLCelements.

Usethe1Branchtype*parametertoaddorremoveelements

fromthebranch.

Parameters

Branchtype:L

Inductance(H):

0.005

□Settheinitialinductorcurrent

MeasurementsNone

OKCancelHelpApply

六.仿真波形

反电动势80v及波形图

反电动势160V及波形图

困BlockParameters:E=80vX

DCVoltageSource(mask)(link)

IdealDCvoltagesource.

Parameters

Amplitude(V):

160

MeasurementsNone

OKCancelHelpApply

QScope—□X

FileloolsViewSimulationHelp

SamplebasedT=0020

七.课设体会与总结

回顾起此次电力电子课程设计至今我仍感慨颇多的确从选题到定稿从理论

到实践可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西同时不仅可以巩固

了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次

课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理