电力电子技术课程设计--斩波电路的Matlab仿真研究

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1、 课程设计计算说明书 课程名称：电力电子技术课程设计 设计题目：斩波电路的 Matlab 仿真研究 专业班级：电气工程及其自动化 XXX班 学生姓名： XXX（XXXXXXXX） 指导老师：电力电子课程设计指导小组 XXXX 年 XX 月 XX 日 目录目录 一、 设计的目的 二、 设计的任务 三、 仿真研究的内容与步骤 降压斩波电路的仿真研究。降压斩波电路的仿真研究。 升压斩波电路的仿真研究。升压斩波电路的仿真研究。 升降压斩波电路的仿真研究。升降压斩波电路的仿真研究。 四、 总结 五、 参考文献 一、一、 课程设计的教学目的及要求课程设计的教学目的及要求 本课程设计是电气工程及其自动化专业

2、重要的实践教学环节之一。 本课程设 计的任务是利用所学电力电子技术专业知识，以 MATLAB/SIMULINK 仿真软件 为基础，完成对所学电力电子器件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以及逆 变电路的建模与仿真。其目的是培养学生综合运用所学知识，分析、解决工程实 际问题的能力；巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学 生贯彻工程思想起到十分重要的作用。 要求学生在规定时间内通过分析任务书、查阅收集资料，充分发挥主动性与 创造性，在老师的指导下联系实际、掌握正确的方法，理清思路，独立完成课程 设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求能够熟练搭建仿真 模型， 并能进

3、行调试及对电路输出波形的分析； 课程设计说明书要求整洁、 完备、 内容正确、概念清楚、文字通畅，符合规范。 二、 设计的任务 （1）降压斩波电路的仿真研究。 （2）升压斩波电路的仿真研究。 （3）升降压斩波电路的仿真研究。 三、三、 仿真研究的内容与步骤仿真研究的内容与步骤 1 1降压斩波电路的仿真研究降压斩波电路的仿真研究 1.1 电路原理图 降压斩波电路的原理图及工作波形如图所示，该电路使用一个全控型器件 V,图中为 IGBT，也可以使用其它器件，续流二极管 VD 在 IGBT 关断期间为电 感储存的能量提供释放通道。该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模 型参数 和观察仿真结果。

4、工作原理：t=0 时刻驱动 V 导通，电源 E 向负载供电，负载电压 uo=E，负 载电流 io 按指数曲线上升。t=t1时控制 V 关断，二极管 VD 续流，负载电压 uo 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感 L 使负载电流连续且 脉动小。到一个周期 T 结束，再驱动 IGBT 导通，重复上一周期的过程。当电路 工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图 b）所示。负载电 压的平均值为： c)电流断续时的波形 E V + - M R L VD io EM uo iG t t t O O O b)电流连续时的波形 T E iG ton toff io i1 i2 I

5、10I20 t1 uo O O O t t t T EE iG iG ton toff io tx i1 i2 I20 t1t2 uo EM a) 电路图 c)电流断续时的波形 E V + - M R L VD io EM uo iG E V + - M R L VD io EM uo iG t t t O O O b)电流连续时的波形 T E iG ton toff io i1 i2 I10I20 t1 uo O O O t t t T EE iG iG ton toff io tx i1 i2 I20 t1t2 uo EM a) 电路图 ton为 V 处于导通的时间；toff为 V 处于关

6、断的时间；a 为导通占空比。 负载电流平均值为： 1.2 建立仿真模型 1）建立一个仿真模型的新文件。在 MATLAB 的菜单栏上点击 File，选择 New， 再在弹出菜单中选择 Model，这时出现一个空 白的仿真平台，如图所示。在这个平台上可以 绘制电路的仿真模型。 2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库 浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成直流降压斩波电路的元 器件有直流电源、IGBT、电阻、电容、二极管。 3）将电路元器件模块按直流降压斩波的原理图连接起来组成仿真电路。如 图所示。 EE T t E tt t U on offon on o R EU I Mo o 参数设置如下： a.IGBT 参数设置 Ron=0.001，Lon=0，Vf=1，Rs=1e5。 b.RLC 元件参数设置 R=1 欧姆，电感 L=0.1H 。 c.脉冲发生器参数设置 振幅为 1V ，周期=0.02s ，初相位为。 d.直流电源电压参数设置 电源电压幅值为 100V，初相位为 0 度。 e.仿真参数设置