基于Matlab的Buck电路仿真实验报告

基于Matlab的Buck电路仿真实验报告

一、实验名称

基于Matlab的Buck电路仿真实验

二、实验目的

1.对Buck电路进行参数设计，并运用simplorcr7.0进行仿真，学习Matlab的动

态分析。

2.掌握buck降压开关变换电路的工作原理及特点，改变占空比和元件参数，观

察输出电压和电流的变化情况。

三、实验平台

Matlab/simulink/simpowersystem

四、实验原理

Buck电路是直流斩波电路的一种，其基本功能是将直流电转化为另一固定电压

或可调电压的直流电，也称直接直流-直流变换器。(1)在控制开关VT导通3

期间，二极管VD反偏，电源e通过电感1向负载r供电，此间il增加，电感的

储能也增加，导致在电感两端有一个正向电压，ul=E-u(),左正右负，这个电压

引起电感电流的线性增加，(2)在控制开关vt关断toff期间，电感产生感应电

势，左负右正，使续流二极管VD导通，电流il经二极管vd续流，电感向负载,

ul=-uO,电感向负载供电，电感的储能逐步消耗在r上：电流线性下降，如此周

而复始周期变化

0

Buck电路原理图如下：

¥

D本4

图4-2Buck变换器

erVo-Em

2Ao=----------

R

3Jmax=((l・e")/(Le-P)・m)*E/R

a

4.Imi„=((e«P.l)/(e^l)-m)*E/R

5.AU%=(UMAx-UMin)/Urr

五、实验内容

仿真参数设置

电感1电容c负载r电压U

lOc-3lc-610100

图1・1直流电压参数设置

nr

图1・2脉冲参数设置

GeneralDataHistoryTip:tryrightclickingonaxes

E]Limitdatapointstolast:5000

Savedatatoworkspace:

Variablenamey

Format:Structurewithtime

OKCancelHelpApp»y

图1-3示波器参数设置

图1-4multimeter的设置

Parameters

Branchtype:L

Inductance(H):

10e-3

Settheinitialinductorcurrent

MeasurementsNone

图1-5电感参数设置

Parameters

Branchtype:R

Resistance(Ohms):

10

MeasurementsBranchcurrent

图1・6负载参数设置

Parameters

Branchtype:fc

Capacitance(F):

le-6

□Settheinitialcapacitorvoltage

MeasurementsBranchvoltage

图1-7电容参数设置

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图

日

□

图1・8buck仿真电路图

负载电压电流波形图如下所示

图1-9负载的电压/电流波形

图1/0负载电压波形

图1-11负载电流波形图

图1・12负载电压局部放大

图1/3负载电流局部放大

改变移向角0到30

图1-14负载电压波形图

图1・15负载电流波形图

Io=0.4107A,Uo=4.107V

改变移向角30到60

图1・16负载电流电压的波形图

Io=0.3182A,UO=3.182V

改变移向角60到90

图1・17负载电压电流的波形

Io=0.2259A,UO=2.259V

改变运行时间时I。、U。的大小变化

当运行时间t=0.01s时：

Io=0.5033A,Uo=5.033V

当运行时间t=0.001s时：

Io=0.02202A,Uo=0.2202V

Umax=9.5v,Umin=8.75v,Imax=0.95A,Imin=0.85A

增大10倍电感系数，电压、电流的波形变化

图L18负载电压电流波形

增大5倍电容系数，电压、电流的波形变化

图L19负载电压电流波形

六、实验总结

1.在研究频率变化对电路工作状态的影响时.，改变频密的大小UDs/UGs/Ud仙的周

期变大，频率变大，即占空比变小，而id、ic的峰值则变大。

2.L电感系数大，电流纹波小；C系数大，电压纹波小。

3.在Buc