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Boost变换器原理

Boost变换器原理
Boost变换器原理

由IGBT 组成的升压变换器的建模及应用仿真 摘要:根据电力电子技术的原理,升压式变换器的输出电压0U 高于输入电源电压i U ,控制开关与负载并联连接,与负载并联的滤波电容必须足够大,以保证输出电压恒定,储能电感也要很大,以保证向负载提供足够的能量。在设计中,采用绝缘栅双极型晶体管IGBT 作为开关管,它既具有输入阻抗高,速度快,热稳定性好,驱动电路简单,又具有通态电压低,耐压高,流通大电流等优点。

关键词:升压变换器 IGBT Matlab 建模

一、设计内容

1. 设计原理

图1 升压变换器电路图

图1是升压变换器的电路图,其中i U 为输入直流电源,S 为开关管(在本设计中使用IGBT 作为开关管),在外部脉冲信号的激励下工作于开关状态。

当开关管S 导通,输入电流流经电感L 和开关管S ,开关管两端的电压降为零,电感两端产生电压降,电感电流开始线性增长,电感开始储存能量,此时二级管VD 处于关断状态。

当开关管S 截止,由于电感电流的连续性,电感L 的线圈产生的磁场将改变线圈两端的极性,以保持电感电流不变,因此电感电压在这一时段出现负电压,此电压是由线圈的磁能转化而成的,它与电源i U 串联,以高于i U 的电压向电路的后级供电,使电路产生了升压作用。此时,电感向后级释放能量,电感电流不断减小,电感电流通过二极管VD 到达输出端后,一部分为输出提供能量,一部分为电容充电。

这是升压变换器的一个工作周期,此后变换器重复上述过程工作至稳态过程。

2. 输出电压与输入电压的关系

若开关管导通时间on t ,关断时间off t ,开关工作周期off on t t +=T 。定义占空比

为: ,升压比为:

。理论上电感储能与释放能量相等,所以当电感电流连续时,输出电压:

3. 参数设置

(1)电源电压设置为直流24V ;

(2)储能电感设置为3.6E-4 H ;

(3)RC 负载设置:R 为24Ω;C 为5.4E-5 F ;

(4)脉冲信号发生器设置:Pulse type 、Time(t)、Amplitude 、Phase delay(secs)均采用默认设置,Period(secs)设置为25e-6,Pulse Width(﹪ of Period)设置为20。

(5)二极管,IGBT ,电压、电流测量量均采用默认值。

4. 仿真目的

(1)观察占空比变化对输出电压的影响。

更改脉冲发生器中的周期参数,在占空比为20%,40%,60%,80%时,观察波形,估计输出电压的值。

(2)观察开关频率变化对输出电压纹波的影响。

占空比恢复为40%,将脉冲发生器输出驱动信号的频率改为原来的一半(20KHz )和二倍(80KHz ),观测并估计两种条件下电压纹波的大小。

(3)观察滤波参数变化对输出电压纹波的影响。

将脉冲发生器输出驱动信号的频率恢复为40KHz ,将滤波电容值改为原来的一半和二倍,观测并估计两种条件下电压纹波的大小。

(4)观察负载阻值变化对输出电压纹波的影响。

将滤波电容值恢复为5.4E-5 F ,将负载阻值改为原来的一半和二倍,观测两种条件下电压纹波的变化并估计其大小。

结合仿真结果说明开关频率、滤波参数以及负载大小的变化对输出电压纹波的影响,并用输出电压纹波的公式验证仿真结果。

T t D on =D M -=11i off U t T U =-=i U D 110

二、Matlab的建模及仿真

1. 仿真电路

仿真模型图如图2所示:

图2 升压变换器建模图

Simulink 仿真模型图中电压源为24V直流电压;L为升压电感;Diode为电力二极管,单向导通,阻止电流反向流动;C为滤波电容;IGBT为斩波器件,R为负载。

U用来测量负载电压;其中IL用来测量流经L的电流;ID用来测量二极管电流;

O

IGBT current 为流经IGBT的电流;Scope为示波器;Pulse Generator为PWM脉冲发生器,调节其占空比就可以控制输出电压的大小。

2. 仿真波形

(1)占空比为20%,40%,60%,80%时,输出电压的波形分别如图3、图4、图5、图6所示。

(2)占空比为40%,开关频率为20KHz和80KHz时,输出电压的波形如图7、图8所示,并观察这两种条件下输出电压纹波的变化。

(3)将脉冲发生器的开关频率设为40KHz,将滤波电容值改为2.7E-5 F和10.8E-5 F,输出电压的波形如图9、图10所示,并观察这两种条件下输出电压纹波的变化。

(4)将滤波电容值恢复为5.4E-5 F,将负载阻值改为12Ω和48Ω,输出电压的波形如图11、图12所示,并观测这两种条件下电压纹波的变化。

图3 f=40KHz,D=0.2时

图4 f=40KHz,D=0.4时

图5 f=40KHz,D=0.6时

图6 f=40KHz,D=0.8时

图7 f=20KHz,D=0.4时

图8 f=80KHz,D=0.4时

图9 f=40KHz,,D=0.4,C=2.7E-5 F时

图10 f=40KHz,D=0.4,C=10.8E-5 F时

图11 f=40KHz,D=0.4,C=5.4E-5 F,R=12Ω时

图12 f=40KHz,D=0.4,C=5.4E-5 F,R=48Ω时

通过观察、对比以上仿真波形图可得以下结论:

(1)由图3、图4、图5、图6可知,随着占空比的不断增大,输出电压的值也随之不断增大,该现象可由式子i O U D

U -=11得到。 (2)由图7、图8可知,其他参数不变,当开关频率减小为原来的一半时,输出电压的波动变大;而当开关频率增大为原来的二倍时,输出电压的波动变小。

(3)由图9、图10可知,其他参数不变,当滤波电容值减小为原来的一半时,输出电压的波动变大;而当滤波电容值增大为原来的2倍时,输出电压的波动变小。

(4)由图11、图12可知,其他参数不变,当负载阻值减小为原来的一半时,输出电压的波动变大;而当负载阻值增大为原来的2倍时,输出电压的波动变小。 以上结论(2)、(3)、(4)的现象可由式子R

f C U D U o o ***=?推出,由该式可看出,输出电压的纹波与滤波电容、开关频率、负载阻值成反比,于是,当C 、F 、R 的值增大时,输出电压的纹波都变小。

三、总结

通过本次设计,对于具有自关断能力的GTO 、MOSFET 、IGBT 全控型器件组成的变换器有了一定的了解和认识,熟悉了Matlab 的建模过程。使用Matlab 仿真摆脱了常规的分析方法,更加快捷和方便,能够直观的反映出电路的情况,对电路的研究更实用和方便。

在分析电路时可以修改电路中器件的参数来修改电路,也可以随意地改变电路的结构,而在实际应用中需要重新更换器件和结构,浪费时间和金钱,使用Matlab 仿真省去了繁琐的工作,在电路分析比较中的优越性更明显。

电力电子课程设计Boost变换器

电力电子技术课程设计 班级 学号

目录 一.课程设计题目 (2) 二.课程设计容 (2) 三.所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) 2四.电路的设计过程 (3) 五.各参数的计算 (3) 六.仿真模型的建立,仿真参数的设置 (3) 七.进行仿真实验,列举仿真结果 (4) 八.对仿真结果的分析 (6) 九.结论 (7) 十.课程设计参考书 (7)

一.课程设计题目 Boost 变换器研究 二.课程设计容 1. 主电路方案确定 2. 绘制电路原理图、分析理论波形 3. 器件额定参数的计算 4. 建立仿真模型并进行仿真实验 6. 电路性能分析 输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等 三.所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) 分析升压斩波电路的工作原理时,首先假设电路中电感L 值很大,电容C 值也很大。当可控开关V 处于通态时,电源E 向电感L 充电,充电电流基本恒定为I1,同时电容C 上的电压向负载R 供电。因C 值很大,基本保持输出电压u ?为恒值,记为U O 。设V 处于通态的时间为on t ,此阶段电感L 上积累的能量为on t EI 1。当V 处于断态时E 和L 共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。设V 处于断态的时间为off t , 则在此期间电感L 释放的能量为 ()off t I E U 10-。当电路工作于稳态时, 一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等,即 ()off on t I E U t EI 101-= 化简得 E t T t t t U off off off on = +=

Buck-Boost变换器的设计与仿真

1 概述 直流-直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。其中,直接直流变流电路又叫斩波电路,它包括降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Buck/Boost)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路共六种基本斩波电路。Buck/Boost升降压斩波电路同时具有Buck斩波电路和Boost斩波电路的特点,能对直流电直接进行降压或者升压变换,应用广泛。本文将对Buck/Boost升降压斩波电路进行详细的分析。

V E U L C U O V i 1 i 2i L R VD L V E U L C U O V i 1 i 2 i L R VD L V E U L C U O V i 1 i 2 i L R VD L 2 主电路拓扑和控制方式 2.1 Buck/Boost 主电路的构成 Buck/Boost 变换器的主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同,也由开关管、二极管、电感、电容等构成,如图1所示。与Buck 和Boost 不同的是电感L 在中间,不在输出端也不在输入端,且输出电压极性与输入电压极性相反。开关管也采用PWM 控制方式。Buck/Boost 变换器也由电感电流连续和断续两种工作方式,但在实际应用中,往往要求电流不断续,即电流连续,当电路中电感值足够大时,就能使得电路工作在电流连续的状态下。因此为了分析方便,现假设电感足够大,则在一个周期内电流连续。 图2-1 Buck/Boost 主电路结构图 电流连续时有两个开关模态,即V 导通时的模态1,等效电路见图2(a );V 关断时的模态2,等效电路见图2(b )。 (a )V 导通 (b )V 关断,VD 续流 图2-2 Buck/Boost 不同模态等效电路

自制逆变器电路及工作原理及相关部件说明

自制逆变器电路及工作原理 今天我们来介绍一款逆变器(见图1)主要由MOS场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该变压器的工作原理及制作过程。 电路图(1) 工作原理: 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 一、方波的产生 这里采用CD4069构成方波信号发生器。图2中,R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2*2.2*103*2.2x10-6=93.9Hz,最小频率为fmin=1/2.2*4.2*103*2.2*10-6=49.2Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的发相器,输入端接地避免影响其它电路。

图2 二、场效应管驱动电路。 由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。 图3 三、场效应管电源开关电路。 场效应管是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。 MOS场效应管也被称为MOS FET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管,其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。由图可看出,对于N 沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

Boost变换器原理

由IGBT 组成的升压变换器的建模及应用仿真 摘要:根据电力电子技术的原理,升压式变换器的输出电压0U 高于输入电源电压i U ,控制开关与负载并联连接,与负载并联的滤波电容必须足够大,以保证输出电压恒定,储能电感也要很大,以保证向负载提供足够的能量。在设计中,采用绝缘栅双极型晶体管IGBT 作为开关管,它既具有输入阻抗高,速度快,热稳定性好,驱动电路简单,又具有通态电压低,耐压高,流通大电流等优点。 关键词:升压变换器 IGBT Matlab 建模 一、设计内容 1. 设计原理 图1 升压变换器电路图 图1是升压变换器的电路图,其中i U 为输入直流电源,S 为开关管(在本设计中使用IGBT 作为开关管),在外部脉冲信号的激励下工作于开关状态。 当开关管S 导通,输入电流流经电感L 和开关管S ,开关管两端的电压降为零,电感两端产生电压降,电感电流开始线性增长,电感开始储存能量,此时二级管VD 处于关断状态。 当开关管S 截止,由于电感电流的连续性,电感L 的线圈产生的磁场将改变线圈两端的极性,以保持电感电流不变,因此电感电压在这一时段出现负电压,此电压是由线圈的磁能转化而成的,它与电源i U 串联,以高于i U 的电压向电路的后级供电,使电路产生了升压作用。此时,电感向后级释放能量,电感电流不断减小,电感电流通过二极管VD 到达输出端后,一部分为输出提供能量,一部分为电容充电。

这是升压变换器的一个工作周期,此后变换器重复上述过程工作至稳态过程。 2. 输出电压与输入电压的关系 若开关管导通时间on t ,关断时间off t ,开关工作周期off on t t +=T 。定义占空比 为: ,升压比为: 。理论上电感储能与释放能量相等,所以当电感电流连续时,输出电压: 3. 参数设置 (1)电源电压设置为直流24V ; (2)储能电感设置为3.6E-4 H ; (3)RC 负载设置:R 为24Ω;C 为5.4E-5 F ; (4)脉冲信号发生器设置:Pulse type 、Time(t)、Amplitude 、Phase delay(secs)均采用默认设置,Period(secs)设置为25e-6,Pulse Width(﹪ of Period)设置为20。 (5)二极管,IGBT ,电压、电流测量量均采用默认值。 4. 仿真目的 (1)观察占空比变化对输出电压的影响。 更改脉冲发生器中的周期参数,在占空比为20%,40%,60%,80%时,观察波形,估计输出电压的值。 (2)观察开关频率变化对输出电压纹波的影响。 占空比恢复为40%,将脉冲发生器输出驱动信号的频率改为原来的一半(20KHz )和二倍(80KHz ),观测并估计两种条件下电压纹波的大小。 (3)观察滤波参数变化对输出电压纹波的影响。 将脉冲发生器输出驱动信号的频率恢复为40KHz ,将滤波电容值改为原来的一半和二倍,观测并估计两种条件下电压纹波的大小。 (4)观察负载阻值变化对输出电压纹波的影响。 将滤波电容值恢复为5.4E-5 F ,将负载阻值改为原来的一半和二倍,观测两种条件下电压纹波的变化并估计其大小。 结合仿真结果说明开关频率、滤波参数以及负载大小的变化对输出电压纹波的影响,并用输出电压纹波的公式验证仿真结果。 T t D on =D M -=11i off U t T U =-=i U D 110

Boost变换器的设计与计算机仿真x

《电力电子系统综合训练》任务书(第6组) 2014年秋季学期

摘要 BOOST 电路又称为升压斩波电路,它在各类电力电子电路中的应用十分广泛,它将低压直流电变为高压直流电,为负载提供了稳定的直流电压。升压斩波电路的PI 和PID调节器的性能对输出的电压影响很大。由于这种斩波电路工作于开关模式下,是一个强非线形系统。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOOST 电路的工作特性。 【关键词】:Boost电路;直流电压; matlab仿真;

目录 摘要 (1) 1概论 (1) 1.1电力电子器件 (1) 1.1.1电力电子器件概述 (1) 1.1.2 直流-直流变换器(DC/DC)的应用 (2) 1.2 MATLAB软件概述 (3) 1.2.1 MATLAB介绍 (3) 1.2.2 SIMULINK仿真基础 (5) 1.2.3 MATLAB的GUI程序设计 (7) 2升压式直流斩波电路 (9) 2.1电路的结构与工作原理 (9) 2.1.1电路结构 (9) 2.1.2 工作原理 (9) 2.1.3基本数量关系 (10) 2.2升压斩波电路的典型应用 (10) 3模型仿真 (14) 3.1建立升压斩波电路模型 (14) 3.2模型参数设置 (14) 总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22)

1概论 1.1电力电子器件 1.1.1电力电子器件概述 1957年可控硅(晶闸管)的问世,为半导体器件应用于强电领域的自动控制迈出了重要的一步,电力电子开始登上现代电气传动技术舞台,这标志着电力电子技术的诞生。 20世纪60年代初已开始使用电力电子这个名词,进入70年代晶闸管开始派生各种系列产品,普通晶闸管由于其不能自关断的特点,属于半控型器件,被称作第一代电力电子器件。随着理论研究和工艺水平的不断提高,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极性晶体管(IGBT)和电力场效应晶体管(Power-IGBT)为代表的全控型器件迅速发展,被称作第二代电力电子器件。80年代后期,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表的复合型第三代电力电子器件异军突起,而进入90年代电力电子器件开始朝着智能化、功率集成化发展,这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。 电力电子器件专指电力半导体器件,在实际应用中,一般是由控制电路、驱动电路、和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号,通过驱动电路去控制主电路的中电力电子器件的导通与关断,来完成整个系统的功能。 电力电子器件因为处理的电功率较大,为了减小本身的损耗,提高效率,电力电子器件一般都工作在开关状态,导通时阻抗很小,接近于短路,管压降接近于0,而电流由外电路决定,阻断时阻抗很大,接近于断路,电流几乎为0,而管子两端的电压由外电路参数决定,就想普通晶体管的饱和与截止一样。尽管工作在开关状态,但是电力电子器件自身功率损耗通常远大于信息电子器件,因而,为了保证不至于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,不仅在器件封装上比较讲究散热设计,而且在其工作时一般还需要安装散热器。这是因为电力电子器件在导通或者阻断状态下,并不是理想的短路或者断路。导通时器件上有一定的通态压降,阻断时器件上有微小的断态漏电流流过。尽管其数值都很小,但分别与数值较大的通态电流与断态电压相互作用,就形成了电力电子器件的通态损耗和断态损耗。 本文主要利用IGBT型开关器件对升压降压进行控制,电力IGBT是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它的一个显著特点就是驱动简单,需要的驱动功率小,第二个显著特点就是开关速度快,工作评频率高,另外,电力IGBT的热稳定性优于GTR。

BuckBoost电路建模及分析

题目:BuckdBoost电路建模及分析 摘要:作为研究开关电源的基础,DCTC开关变换器的建模分析对优化开关电源的性能和提高设计效率具有重要意义。而BucMoost电路作为DCTC开关变换器的其中一种电路拓扑形式,因其输出电压极性与输入电压相反,而幅度既可比输入电压高,也可比输入电压低,且电路结构简单而流行。 为了达到全面而深入的研究效果,本文对Buck^oost电路进行了稳态分析和小信号分析。稳态分析中,首先介绍了电路工作原理,得出了两种工作模式下的电压转换关系式,并同时可知基于占空比怎样计算其输出电压以及最小最大电感电流和输出纹波电压计算公式;接着推导了状态空间模型,以在M ATLAB中进行仿真;而最后仿真得到的电感电流、输出电压的变化规律符合理论分析。小信号分析中,首先推导了输出与输入间的传递函数表达式,以了解低频交流小信号分量在电路中的传递过程;接着分析其零极点,且仿真绘制波特图进行了验证。 经过推导与研究,稳态分析和小信号分析下仿真得到的变化规律均与理论上的推导一致。 关键词:BuckHBoost;稳态分析;小信号分析;MATLAB仿真

1 ?概论 现代开关电源有两种:直流开关电源、交流开关电源。本课题主要介绍直流开关电源,其功能是将电能质量较差的原生态电源,如市电电源或蓄电池电源,转换为满足设备要求的质量较高的直流电源,即将“粗电”转换为“精电”。直流开关电源的核心是DC4)C变换器。 作为研究开关电源的基础,DCTC开关变换器的建模分析对开关电源的分析和设计具有重要意义。DCTC开关变换器最常见的三种电路拓扑形式为:降压(Buck)、升压(Boost)和降压THE (BuckdBoos 泌],如图1-1所示。其中BucMoost变换器因其输出电压极性与输入电压相反,而幅度既可比输入电压高,也可比输入电压低,且电路结构简单而流行。 (a) B uck型电路结构 (b) Boost型电路结构 (c) B uckHB oost型电路结构 图1-1 DCTC变换器的三种电路结构

逆变电焊机的工作原理

逆变电焊机的基本工作原理: 逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源, 又称弧焊逆变器, 是一种新型的焊接电源。 是将工频(50Hz)交流电, 先经整流器整流和滤波变成直流, 再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT),逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电, 同时经变压器降至适合于焊接的几十V电压, 再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。 其变换顺序可简单地表示为: 工频交流(经整流滤波)→直流(经逆变)→中频交流(降压、整流、滤波)→直流。即为:AC→DC→AC→DC 因为逆变降压后的交流电, 由于其频率高, 则感抗大, 在焊接回路中有功功率就会大大降低。 所以需再次进行整流。 这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。 逆变电源的特点: 弧焊逆变器的基本特点是工作频率高, 由此而带来很多优点。 因为变压器无论是原绕组还是副绕组, 其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系:E=4.44fBSW 而绕组的端电压U近似地等于E,即: U≈E=4.44fBSW 当U、B确定后,若提高f,则S减小,W减少, 因此, 变压器的重量和体积就可以大大减小。 就能使整机的重量和体积显著减小。 还有频率的提高及其他因素而带来了许多优点, 与传统弧焊电源比较, 其主要特点如下: 1.体积小、重量轻,节省材料,携带、移动方便。 2.高效节能,效率可达到80%~90%,比传统焊机节电1/3以上。 3.动特性好,引弧容易,电弧稳定,焊缝成形美观,飞溅小。 4.适合于与机器人结合,组成自动焊接生产系统。 5.可一机多用,完成多种焊接和切割过程。

Buck变换器工作原理介绍

Buck 变换器工作原理介绍 2.2.1 Buck 变换器的基本工作原理 Buck 变换器又称为降压变换器,串联稳压开关电源和三端开关型降压稳压电源。其基本的原理结构图如图2.2所示。 G a b c WM V G d 图2.2 Buck 变换器的基本原理图 由上图可知,Buck 变换器主要包括:开关元件M1,二极管D1,电感L1,电容C1和反馈环路。而一般的反馈环路由四部分组成:采样网络,误差放大器(Error Amplifier ,E/A ),脉宽调制器(Pulse Width Modulation ,PWM )和驱动电路。 为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析,我们首先作以下几点合理的假设[1]: a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。它们可以快速的导通和关断,且导通时压降为零,关断时漏电流为零; b 、电容和电感同样是理想元件。电感工作在线性区而未饱和时,寄生电阻等于零。电容的等效串联电阻(Equivalent Series Resistance ,ESR )和等效串联电感(Equivalent Series inductance ,ESL )等于零; c 、输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小,可以忽略不计。 d 、采样网络R1和R2的阻抗很大,从而使得流经它们的电流可以忽略不计。 在以上假设的基础上,下面我们对Buck 变换器的基本原理进行分析。 如图2.2所示,当开关元件M1导通时,电压V1与输出电压Vdc 相等,晶体管D1处于反向截至状态,电流01=D I 。电流11L M I I =流经电感L1,电流线性增加。经过电容C1滤波后,产生输出电流O I 和输出电压O V 。采样网络R1和R2对输出电压O V 进行采样得到电压信号S V ,并与参考电压ref V 比较放大得到信号。

Buck-Boost变换器

目录 摘要........................................................................ I 1 Buck/Boost变换器分析.. (1) 基本电路构成 (1) 基本工作原理 (1) 工作波形 (2) 2 Buck/Boost变换器基本关系 (3) 3 主要参数计算与选择 (5) 输入电压 (5) 负载电阻 (5) 占空比α (5) { 电感L (5) 输出滤波电容C计算 (6) 4 理论输入、输出电压表达式关系 (7) 5 仿真电路与仿真结果分析 (8) buck/boost仿真电路图 (8) 线性稳压电源仿真 (8) 稳压电源波形图 (9) 升压时输出电压与电流波形 (10) 降压时输出电压与电流波形 (11) 总结 (13) 参考文献 (14) )

摘要 随着世界的需求与电力电子的发展,高频开关电源凭借其低功耗等优点,得到了在计算机、通信和航天等领域的广泛应用。其中功率变换电路对组成开关电源起重要作用。功率变换电路是开关电源的核心部分,针对整流以后不同的直流电压功率变换电路有很多种拓扑结构,比如:Buck变换器拓扑、Boost变换器拓扑、Buck/Boost变换器拓扑、正激(反激)变换器拓扑......Buck/Boost变换器作为其中重要的一种,在开关电源的设计中当然也得到了很好的应用。本课程设计即是基于Simulink对Buck/Boost变换器进行设计与仿真,并且将仿真得到的输入输出电压关系式与理论推导进行比较,从而验证其可行性。 关键字:电力电子开关电源 Simulink Buck/Boost变换器

太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法

2015年6月15日 22:28 太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方 摘要:太阳能光伏发电是21世纪最为热门的能源技术领域之一,是解决人类能源危机的重要手段之一,引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网控制逆变器的工作过程,分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理,太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1引言: 随着工业文明的不断发展,我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求,为了避免面对能源枯竭的困境,寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用,但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑,况且目前的水能开发程度较高,继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题,但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点,大规模并网对电网会形成一定冲击,如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中,太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富,每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量,相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富,除了贵州高原部分地区外,中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区,目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为"光热"和"光伏"两种,其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式,起源于100多年前的"光生伏打现象"。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种,早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素,主要以小功率离网型为主,满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降,光伏发电的成本不断下降,预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp,电价成本为6美分/(kWh),光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。 本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2并网型光伏系统结构 图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分: 其一,太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能;其二,太阳能控制逆变器及并网成套设备,负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相;可带隔离变压器,也可不配隔离变压器。

BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用

BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用 Adlsong 摘要摘要::降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式:突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。文中详细的阐述了这三种模式的工作原理, 同时介绍了这三种模式的优点及缺点。 通过滞洄比较器监控输出电压的突发模式开关管工作的时间短,效率高,纹波最大。强迫连续模式电感的电流双向流动,效率最低,纹波最小。跳脉冲模式工作DCM 模式并跳去一些脉冲,效率和纹波介于上述两种模式之间。同时本文给出3.3V 到2.5V 的Buck 变换器电感,输入电容和输出电容的计算和选取方法。 关键词关键词::突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载 Abstract: Buck conveter has three modes at light output load: burst mode, pulse skip mode and force continuous mode. The principles of three modes are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest ouput ripple voltage are featured for burst mode detecting output votage via hysteresis comparator. The least efficiency and least ouput ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage of pulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that of two modes above. The methods to calculate the inductance, input

Buck-Boost变换器原理(过程啊)

Buck变换器原理 Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。 1.线路组成 图1(a)所示为由单刀双掷开关S、电感元件L和电容C组成的Buck变换器电路图。图1(b)所示为由以占空比D工作的晶体管T r、二极管D1、电感L、电容C组成的Buck变换器电路图。电路完成把直流电压V s转换成直流电压V o的功能。 图1Buck变换器电路 2.工作原理 当开关S在位置a时,有图2 (a)所示的电流流过电感线圈L,电流线性增加,在负载R上流过电流I o,两端输出电压V o,极性上正下负。当i s>I o时,电容在充电状态。 这时二极管D1承受反向电压;经时间D1T s后(,t on为S在a位时间,T s是周期),当开关S在b位时,如图2(b)所示,由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性,以保持其电流i L不变。负载R两端电压仍是上正下负。在i L0,开关打开时,i s=0,故i s是脉动的,但输出电流I o,在L、D1、C作用下却是连续的,平稳的。 图2Buck变换器电路工作过程

Boost变换器 Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。 1.线路组成 线路由开关S、电感L、电容C组成,如图1所示,完成把电压V s升压到V o的功能。 图1 2.工作原理 当开关S在位置a时,如图2(a)所示电流i L流过电感线圈L,电流线性增加,电能以磁能形式储在电感线圈L中。此时,电容C放电,R上流过电流I o,R两端为输出电压V o,极性上正下负。由于开关管导通,二极管阳极接V s负极,二极管承受反向电压,所以电容不能通过开关管放电。开关S转换到位置b时,构成电路如2(b)所示,由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性,以保持i L不变。这样线圈L磁能转化成的电压V L与电源V s串联,以高于V o电压向电容C、负载R供电。高于V o时,电容有充电电流;等于V o时,充电电流为零;当V o有降压趋势时,电容向负载R放电,维持V o不变。 图2Boost变换器电路工作过程 由于V L+V s向负载R供电时,V o高于V s,故称它为升压变换器。工作中输入电流i s=i L是连续的。但流经二极管D1电流确实脉动的。由于有C的存在,负载R上仍有稳定、连续的负载电流I o。

BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理

BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理 Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。 图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。 、Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。 开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧,称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式 、Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成,合并了开关管。 Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,开关管Q也为PWM控制方式。

LDO的特点: ①非常低的输入输出电压差 ②非常小的内部损耗 ③很小的温度漂移 ④很高的输出电压稳定度 ⑤很好的负载和线性调整率 ⑥很宽的工作温度范围 ⑦较宽的输入电压范围 ⑧外围电路非常简单,使用起来极为方便 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类:】 (1)Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。 (2)Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。 (3)Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。 (4)Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。 DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。 其中BUCK型DC-DC只能降压,降压公式:Vo=Vi*D BOOST型DC-DC只能升压,升压公式:Vo= Vi/(1-D) BUCK-BOOST型DC-DC,即可升压也可降压,公式:Vo=(-Vi)* D/(1-D) D为充电占空比,既MOSFET导通时间。0

逆变器的工作原理

逆变器(inverter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。应急电源,一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。 通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成. 利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路。它激式变换部分采用TL494,VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路,驱动两路各两只60V/30A的MOS FET开关管。如需提高输出功率,每路可采用3~4 只开关管并联应用,电路不变。TL494在该逆变器中的应用方法如下:第1、2脚构成稳压取样、误差放大系统,正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压,经R1、R2分压,使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7~5.6V取样电压。反相输入端2脚输入5V基准电压(由14脚输出)。当输出电压降低时,1脚电压降低,误差放大器输出低电平,通过PWM电路使输出电压升高。正常时1脚电压值为5.4V,2脚电压值为5V,3脚电压值为0.06V。此时输出AC电压为235V(方波电压)。第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。正常电压值为0.01V。第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。正常时5脚电压值为1.75V,6脚电压值为3.73V。第7脚为共地。第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极,第12脚为TL494前级供电端,此三端通过开关S控制TL494的启动/停止,作为逆变器的控制开关。当S1关断时,TL494无输出脉冲,因此开关管VT4~VT6无任何电流。S1接通时,此三脚电压值为蓄电池的正极电压。第9、10脚为内部驱动级三极管发射极,输出两路时序不同的正脉冲。正常时电压值为1.8V。第13、14、

基于UC3854的BOOST电路PFC变换器的设计

基于UC3854的BOOST 电路PFC 变换器的设计 1. 设计指标 输入电压:200VAC ~250VAC 输入频率:50Hz 输出直流电压:400V 输出功率:500W 功率因数:>98% 输入电流THD :<5% 2. 开关频率 综合考虑效率和变换器体积,选取开关频率为100KHz 。 原理图 3. 电感 电感值大小决定了输入端高频纹波电流总量,可以根据计算出的电流纹波总量ΔI 来选择电感值。 电感值的确定从输入正弦电流的峰值开始,而最大的峰值电流出现在最小电网电压的峰值处: ()(m in ) lin e p k in P I V = 由上式可知,此时的最大峰值电流为3.54A 。 通常选择电感中的峰-峰值纹波电流为最大峰值电流的20%左右,故有ΔI=707mA 。

电感值根据最低输入电压时半个正弦波顶部的峰点的电流来选择,此 时 200282.8,100in S V V f K H z === 根据此处电压和开关频率的占空比来选择: o in o V V D V -= in s V D L f I ?= ?? 由上式可得L =1.17mH ,取L =1.2mH 。 4. 输出电容 涉及输出电容的选择因数有开关频率纹波电流、2次纹波电流、直流输出电压、输出纹波电压和维持时间等。在本例中,电容的选择主要考虑维持时间。维持时间是在电源关闭以后,输出电压任然能保持在规定范围内的时间长度,去典型值为15~50ms 。可根据以下公式确定(能量守恒): 2 2 0(m in ) 2o o P t C V V ???= - 式中,取Δt=64ms ,V o (min )=300V 。,可得C o =914uF ,可以选取915uF 的电解电容。 5. 电感电流检测 采用在变换器到地之间使用一检测电阻。一般选择压降为1V 左右的检测电阻,此处选择0.25Ω的电阻作为R S ,在最坏的情况下(峰值电流达到原值1.25倍),4.4A 的峰值电流将会产生最大1.1V 的压降。 6. 峰值电流限制 UC3854的峰值限制功能,在电感电流的瞬时值电流超过最大值,即2管脚低于低电平时被激活,将开关断开。电流限制值有基准电压初一电流检测电阻的分压来设置: 12R S P K P K R E F V R R V = 式中,R PK1和R PK2是分压电阻;V REF 值为7.5V ;V RS 是检测电阻R S 上的电压值。通过R PK2的电流大约为1mA ,由上可知峰值电流限制在4.4A ,R PK1取10k Ω,R PK2取1.5k Ω。 7. 前馈电压信号 V FF 是输入到平方器电路的电压,UC3854平方器电路通常在1.4V~4.5V 的范围内工作。 UC3854内有一个钳位电路,即使输入超过该值,都将前馈电压的有效值限制在4.5 前馈输入电压分压器有3个电阻R FF1、R FF2、R FF3,及两个电容C FF1、C FF2。因此它能进行两级滤波并提供分压输出。分压器和电容形成一个二阶低通滤波器,所以其直流输出是和正弦半波的平均值成正比。 前馈电压V FF 分压器有两个直流条件需要满足。在高输入电网电压下,前馈电压应不高于4.5V ,当达到或超过此值时,前馈电压被钳制而失去前馈功能。在低输入电网电压时,应设置分压器使前馈电压等于1.414V ,如果不到1.414V 内部限流器将使乘法器输出保持恒定。 选取分压电阻R FF1为900k Ω,R FF2为92.14k Ω,R FF3为7.86k Ω。当输入电压为AC250V 的时候,直流电压平均值为225V ,此时V FF 为1.77V ;当输入电压为AC200V 的时候,直流电压平均值为160V ,此时V FF 为1.41V 。 8. 乘法器的设置 乘法器、除法器是功率因素校正器的核心。乘法器的输出调节电流环用以控制输入电流功率因素提高。因此此乘法器的输出是个表达输入电流的信号。

BUCK变换器de控制技术的研究.

BUCK 变换器的控制技术的研究 一、实验目的 1、理解开环、电压单闭环和电压电流双闭环控制策略的原理,完成系统闭环控制调试; 2、建立变换器的模型,通过仿真和实验掌握电压和电流调节器的参数设计方法; 3、验证BUCK变换器的输入输出波形特性,PWM波形,及输入输出数量关系,加深对BUCK变换器连续和断续工作模态下的工作原理及特性的理解。 二、实验内容 熟悉SG3525的原理及使用方法,理解PWM波产生过程;研究BUCK变换器开环、电压闭环、电压电流双闭环状态下电路各器件,包括功率管、二极管、电感电压电流工作情况,输入输出电量关系,控制电路参数对变换器的性能的影响。观察电压纹波,观察不同电感、频率和负载对电流连续点的影响。理解BUCK 变换器闭环控制过程,掌握闭环性能指标。 变换器的基本要求如下: 输入电压:20~30V 输出电压:15V(输出电压闭环控制时) 输出负载电流:0.1~1A 工作频率:50kHz 输出纹波电压:≤100m V 三、实验仪器

6 电压表 2 7 电流表 2 8 负载 1 四、实验原理 1)BUCK主电路原理图(图1) 图1.BUCK主电路原理图 2)控制电路SG3525内部结构框图() 图2.SG3525内部结构框图 五、实验步骤 1、将BUCK变换器挂箱的所有开关关闭后再接线。 2、控制电路接20V直流电压,调节电位器RW1,用示波器观察并记录占空比为某一定值时SG3525 各管脚波形及驱动电路输出波形。注意观察SG3525 的9脚、5脚波形和输出波形之间的关系,理解SG3525 芯片PWM 波产生过程。调节RW2观测PWM波频率的变化,通过测得的PWM波计算PWM波频率。 3、控制电路接20V直流电压,主电路接6-30V可调直流电压,可控制开关S4

buckboost变换器

本科毕业设计(论文) 摘要 在很多需要DC-DC变换的系统,往往需要研制一种宽电压输入范围的DC/DC 变换器电源。在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上,本文选用了Buck-Boost作为系统的主电路拓扑。 本文介绍了Buck-Boost电路的工作原理,建立了理想Buck-Boost模型,对整个电路进行了主电路参数设计,并在此基础上进行了电压电流闭环参数设计的研究,实现了控制理论中零极点补偿法在电力电子中的应用,。接着,本文在protel 中进行了原理图和PCB图的设计,在设计的硬件电路上进行了测试实验。 为了使系统能够在宽电压输入范围内稳定正常工作,本文实现了提出的闭环参数设计方法,指出了该方法的优点,并通过实验验证了该方法的正确性。 关键词:Buck-Boost;DC/DC变换器

本科毕业设计(论文) 毕业论文(设计)原创性声明 本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名:日期: 毕业论文(设计)授权使用说明 本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。 作者签名:指导教师签名: 日期:日期:

自制逆变器电路及工作原理

自制逆变器电路及工作原理 作者:本站来源:本站整理发布时间:2009-11-20 11:54:11 [收藏] [评论] 自制逆变器电路及工作原理 今天我们来介绍一款逆变器(见图1)主要由MOS场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于M OS场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍 该变压器的工作原理及制作过程。 电路图(1) 工作原理: 这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。 一、方波的产生 这里采用CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz,最小频率为fmin=1/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的发相器,输入端接地避免影响其它电路。

图2 二、场效应管驱动电路。 由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2 将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。 图3 三、场效应管电源开关电路。 场效应管是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS场效应管的工作原理。MOS场效应管也被称为MOS FET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管,其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。由图可看出,对于N沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入 阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。

Buck变换器实现及其调速系统设计与调试

运动控制系统 课程设计 题目:Buck变换器实现及其调速系统设计与调试 院系: 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 日期:

摘要 (3) 第一章概述 (3) 第二章设计任务及要求 (4) 2.1实验目的 (4) 2.2实验内容 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4课程设计基本要求 (5) 第三章BUCK变换器的工作原理和各种模型 (6) 3.1B UCK变换器介绍 (6) 3.2B UCK变换器电路拓扑 (6) 3.3PWM控制的基本原理 (7) 第四章MATLAB仿真模型的建立 (9) 4.1MATLA仿真软件介绍 (9) 4.2B UCK电路模型的搭建 (9) 4.3B UCK变换器在电机拖动控制系统中的设计与仿真 (12) 4.3.1直流电机的数学模型 (12) 4.3.2系统在开环情况下的仿真 (13) 4.3.3 系统在闭环情况下的仿真 (14) 第五章总结与体会 (18)

变压调速是直流调速系统的主要方法,调节电枢供电电压从而改变电机的转速。即需要有一个可控直流源,常用的为直流斩波或者脉宽调制器,其通过电力电子开关控制及电容、电感的充放电及二极管的续流组成直流斩波电路(DC),实现输出电压可控,即升压(BOOST)、降压(BUCK)。本实验主要针对降压斩波电路(BUCK)进行实验分析。实验采用MATLAB作为仿真软件,利用PWM 波驱动降压斩波电路为直流电动机提供驱动电压,并通过调节PWM波的占空比来调节电动机的启动电压使达到调节电动机转速的电路设计。 关键词:S-Function;PWM调制;Buck变换器;闭环控制;直流电动机 第一章概述 直流变换技术(亦称直流斩波技术,DC-DC),作为电力电子技术领域非常活跃的一个分支,在近几年里,得到了充分的发展。随着电动牵引技术的发展,特别是电子信息类产品的大量涌现,直流变换技术已经广泛应用于生产,生活的各个领域。由于其有良好的可操作性,被大量应用到电机的调速系统中,很好的解决了电动机调速的不可控性。 BUCK电路作为一种最基本的DC-DC变换电路,由于其简单、实用性在各种电源产品中均得到广泛的应用。其电路主要器件有电力电子开关(IGBT或MOSFET)、电感、电容、续流二极管。通过对开关的调节控制电压,其一般采用软开关控制方法,即采用脉宽调制技术(PWM),通过改变占空比来调节输出电压的大小。其与直流调速系统组成的脉宽调制变换器—直流电机调速系统,简称直流脉宽调速系统,即PWM直流调速系统。存在:1)主电路简单、功率器件少;2)开关频率高、电流容易连续、谐波小;3)低速性能好、稳态精度高;4)低速性能好,稳态精度高,动态抗干扰能力强等优点。 使用MATLAB等仿真分析,再做实物研究,已经逐渐成为电力电子技术研究的主要方法。 本次课程设计使用MATLAB友好的工作平台和编辑环境进行模型编辑工作,运用它的s函数编辑一个简单的脉冲发生器,要求它的占空可调;运用数学处理功能来处理仿真时的实时数据,利用传递函数构造直流电机转速的数学模型,运用它广泛的模块集合工具箱里的Simulink进行电路模型搭建和系统仿真,控制电路的占空比从而控制输出电压的大小,进而调节电机的转速,同时采用负反馈的控制方式,调节转速在一个恒定值。

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