直流升压变换器的MATLAB仿真设计

一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。

通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计内容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。

仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。

图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。

触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。

图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。

触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。

图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。

它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。

②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。

基于MATLAB 的升压－降压式变换器的建模与仿真一、摘要本文在对升压-降压（Boost-Buck ）式变换器电路理论分析的基础上,建立了基于Simulink 的升压-降压式变换器的仿真模型,运用IGBT 对升压－降压进行控制，并对工作情况进行仿真分析与研究。

通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。

二、设计意义直流斩波就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称DC/DC 变换。

使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。

升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。

三、设计原理升压-降压式变换器电路图如下图1-1所示。

设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大,使电感电流L i 和电容电压0u 基本为恒值。

图1-1 电路原理设计原理是：当可控开关V 出于通态时，电源经V 向电感L 供电使其贮存能量，此时电流为1i ，方向如图1-1中所示。

同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。

此后，使V 关断，电感L 中贮存的能量向负载释放，电流为2i ，方向如图1-1中所示。

可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。

稳定时，一个周期T 内电感L 两端电压L u 对时间的积分为零，当V 处于通态期间时，L u =E ；而当V 处于端态期间时，L u =-0u 。

于是，E on t =off t U 0，所以输出电压为U=offon t t E=βαE 其中β=1-α，若改变导通比α，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。

当0<α<0.5时为降压，当0.5<α<1时为升压，如此可以实现升压-降压的变换，该电路称作升降压斩波电路即升降压变换器。

图1-2中给出了电源电流1i 和负载电流2i 的波形，设两者的平均值分别为1I 和2I ， 当电流脉动足够小时，有21I I =off on t t 。

升压式变换器的仿真一工作原理. (1)二仿真实例及结果 (1)三心得体会 (6)四参考文献 (6)一．工作原理根据电力电子技术的原理，升压式斩波器的输出电压0U 高于输入电源电压sU，控制开关与负载并联，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。

若升压式斩波器的开关导通时间是on t ，关断时间是off t ，开关工作周期o ffon t t T +=。

定义占空比或导通比T t D on /=，定义升压比为s U U /0=α。

根据电力电子技术的原理，理论上电感储能与释放能量相等，有s s offU U t T U β10==，升压比的倒数Tt off ==αβ1。

还有，1=+βD 。

由此可见，当s U 一定时，改变β就可调节0U 。

当c on s t T =时，调β就是调off t ，或调on t 也是调β，也就改变了0U ，这就是升压式斩波器的升压工作原理。

二．仿真实例及结果以下用实例说明采用电力场效应管MOSFET 的升压式斩波器的仿真过程。

参数设置如下：电源电压100=s U v ，电阻负载Ω=10R ，滤波电容F C μ200=，升压储能电感mH L 1.0=，二极管Diode 用来阻断MOSFET 导通时的电容C 放电通路。

输出电压0U v 200=，MOSFET 的开关频率为KHZ 5。

脉冲信号发生器的脉冲幅值设置为1.1，周期设置为30.2e -，对应着MOSFET 的开关频率。

脉冲宽度设置为50，对应着输出电压。

相位延迟设置为3e 01.00-。

仿真模型如下图1所示：图1 采用MOSFET的升压式斩波器仿真模型仿真后通过示波器观察到如下图2，图3，图4，图5，图6：图2 脉冲发生器发出门极正脉冲的波形图3 升压变流输出电压的波形图4 流经电感电流的波形图5 MOSFET导通的电感储能电流的波形图6 流经二极管向负载供电的电流的波形由图可见，升压变流输出电压瞬时波形振荡走高后逐步趋近并等于200v，实现了升压。

基于MAT LAB 的Buck /Boost 直流变换器仿真韩学民3(安徽理工大学电气工程系,安徽　淮南　232001)[摘　要]　对Buck 和Boost 直流变换器电路进行介绍,并且应用Matlab 分别进行建模、仿真。

在仿真过程中,改变触发脉冲的占空比,从而改变变换器的输出电压、电流,与理论分析结果进行比较。

[关键词]　Buck 变换器;Boost 变换器;占空比;Matlab;仿真[中图分类号]　T M401.1 [文献标识码]　A [文章编号]　1672-9706(2006)03-0023-06The S i m ul a ti on of Buck /Boost DC -DC Converter Ba sed on M ATLABHAN Xue -m in(The Electric Engineering Depart m ent,Anhui University of Science &Technol ogy,Huainan 232001,China )[Abstract]　The paper intr oduces Buck converter &Boost converter,and si m ulates with Matlab .Changingout put voltage &current,thr ough alter duty rati o of pulse,si m ulati on results are verified andcorres pond t o theory by comparing wave si m ulati ons .[Key words]　buck converter;boost converter;duty rati o;Matlab;si m ulati on1　引言直流变换技术(亦称直流斩波技术),作为电力电子技术领域中非常活跃的一个分支,在近几十年里,得到了长足的发展。

基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真姓名：学号：班级：时间：2010年12月7日1引言BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。

此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。

对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。

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BOO ST 电路的工作特性。

图1BOO ST 电路的结构2电路的工作状态BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。

其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。

(a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断)(c) 开关状态3 (电感电流为零)图2BOO ST 电路的工作状态3matlab仿真分析matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。

本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。

图3BOO ST 电路的PSp ice 模型3.1电路工作原理在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真直流调压调速控制系统是一种常见的工业控制系统，广泛用于电力系统、电机驱动系统等领域。

MATLAB是一种功能强大的数学软件，可以用于建立系统的数学模型，进行仿真和控制算法的设计。

在直流调压调速控制系统中，主要包括两个部分：调压环节和调速环节。

调压环节用于控制直流电压的大小，而调速环节则用于控制直流电机的转速。

需要建立直流调压调速系统的数学模型。

以调压环节为例，可以根据直流调压系统的电路特性，建立其数学模型。

假设直流调压调速系统的输入电压为Vin，输出电压为Vout，输入电流为Iin，输出电流为Iout，则可以得到以下数学模型：Vout = K1 * Vin - K2 * IoutK1和K2分别为系统的增益参数。

接下来，需要设计调压环节的控制算法。

常见的控制算法包括比例控制、积分控制和PID控制。

假设调压环节的控制信号为U，设定电压为Vref，则可以得到以下控制算法：U = Kp * (Vref - Vout) + Ki * ∫(Vref - Vout)dt + Kd * d(Vref - Vout)/dtKp、Ki和Kd分别为比例、积分和微分参数。

然后，可以使用MATLAB进行系统仿真。

需要在MATLAB中定义系统的参数和控制算法。

然后，可以使用SIMULINK工具箱来建立系统的模型，连接各个模块，并设置输入电压和负载。

可以运行模型，观察系统的输出结果，评估系统的性能。

在仿真过程中，可以根据不同的需求和控制策略，调整系统的参数和控制算法，进行参数优化和性能改进。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真可以帮助工程师和研究人员进行系统设计和性能评估，提高系统的稳定性和可靠性。

通过仿真还可以节省成本和时间，快速验证和优化控制算法。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真
直流调压调速控制系统是工业中常见的一种控制系统，其可用于电机调速、电压调节等应用。

本文将基于MATLAB软件进行直流调压调速控制系统的仿真，包括建立数学模型、控制策略设计、仿真实现等。

需要建立直流调压调速控制系统的数学模型。

直流电机的数学模型由电动势方程、电流方程和机械方程组成。

电动势方程描述了电机的电动势与电流之间的关系，一般可表示为：
\[E = K_φω\]
E为电动势，K_φ为反电动势常数，ω为转速。

电流方程表示了电流与电压之间的关系，一般为：
\[U_a = R_aI + L_a\frac{dI}{dt} + E\]
U_a为电压，R_a为电阻，L_a为电感。

在建立了直流调压调速控制系统的数学模型后，需要设计相应的控制策略。

通过电压闭环控制实现电压的调节。

这可以通过PID控制实现，其中PID控制器的输出作为输入电压U_a，目标电压为给定的电压值。

将电压闭环控制和转速闭环控制结合起来，形成直流调压调速控制系统。

在MATLAB软件中，可以使用Simulink进行直流调压调速控制系统的仿真。

根据上述的数学模型，建立相应的模型图。

然后，在模型图中添加PID控制器和给定的电压、转速参考信号等输入。

根据设计的控制策略，调整PID控制器的参数。

运行仿真并观察系统的响应。

通过仿真实验，可以验证直流调压调速控制系统的性能，并根据需要进行参数调整和系统优化。

毕业论文(设计)说明书课题名称：基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真学生姓名：学号：学院：机械电气工程学院专业、年级：电气工程及其自动化指导教师：职称：毕业论文(设计)起止时间： 2011.03-2011.06目录毕业论文\设计说明书 (4)第1章前言 (6)1.1MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义 (6)1.2本课题的研究内容 (6)1.3本课题的研究意义 (6)第2章 MATLAB/SIMULIK基础知识 (8)2.1MATLAB介绍 (8)2.1.1 MA TLAB的主要组成部分 (8)2.1.2 MA TLAB的系统开发环境 (9)2.2SIMULINK仿真基础 (10)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (10)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (11)2.2.4 SIMULINK简单模型的建立 (11)2.2.5 SIMULINK功能模块的处理 (12)2.2.6 SIMULINK线的处理 (13)2.2.7 SIMULINK仿真的运行 (13)第3章单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (17)3.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (17)3.1.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理 (17)3.1.2.单相桥式全控整流及有源逆变电路的仿真模型 (18)3.2仿真模型使用模块的参数设置 (19)3.3模型仿真及仿真结果 (20)第4章三相半波整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (22)4.1三相半波整流及有源逆变电路(阻感性负载)的原理和仿真模型。

(22)4.1.1.三相半波整流及有源逆变电路的原理 (22)4.1.2三相半波整流及有源逆变电路的仿真模型 (23)4.2仿真模型使用模块的参数设置 (23)4.3模型仿真及仿真结果 (25)第5章三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (26)5.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (26)5.1.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理 (26)5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 (27)5.2仿真模型使用模块的参数设置 (28)5.3模型仿真及仿真结果 (29)第6章正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真 (30)6.1正弦波脉宽调制逆变器的原理和仿真模型 (30)6.1.1正弦波脉宽调制逆变器的原理 (30)6.1.2正弦波脉宽调制逆变器的仿真模型 (36)6.2仿真模型使用模块的参数设置 (37)6.3模型仿真及仿真结果 (39)第7章滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真 (42)7.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理和仿真模型 (42)7.1.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理 (42)7.1.2滞环控制三相电流跟踪型逆变器的仿真模型 (44)7.2仿真模型使用模块的参数设置 (44)7.3模型仿真及仿真结果 (46)第8章结论 (49)致谢 (50)主要参考文献 (51)毕业论文\设计说明书中文摘要直流-交流(DC-AC)变换电路，又称为逆变器(inverter),能够将直流电能转换为交流电能。

学号天津城建大学控制系统仿真大作业直流升压变换器的MATLAB仿真学生姓名班级成绩控制与机械工程学院2014年6 月20 日目录一、绪论 (1)二、仿真电路原理图及原理 (1)三、所使用的Matlab工具箱与模块库 (2)四、模块参数设定 (2)五、模块封装与仿真框图搭建 (2)六、仿真结果 (6)七、结论 (6)八、参考文献 (7)一、绪论在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，成为直流-直流变换。

直流变换的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其它领域的交直流电源。

根据电力电子技术原理，升压式（Boost ）斩波器的输出电压0u 高于输入电源电压s 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。

若升压式斩波器的开关导通时间on t ，关断时间off t ，开关工作周期off on t t T +=。

定义占空比或导通比/T t D on =，定义升压比S o /U U =α。

根据电力电子技术的原理，理论上电感储能与释放能量相等，有s s off o u 1u t T β==U ，升压比的倒数Tt 1off ==αβ。

还有，1D =+β。

由此可见，当s u 一定时，改变β就可以调节0u 。

当const T =时，调β就是调off t ，或调on t 也是调β，也就改变了0u ，这就是升压式斩波器的升压工作原理。

二、仿真电路原理图及原理原理图如图1所示：假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为1 I ，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压0u 为恒值，记为0u 。

设V 通的时间为on t ，此阶段L 上积蓄的能量为on 1t EI 。

图1V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。

设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为()off 10t I E -u ，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量能量相等。

基于MATLAB的升压-降压式变换器的仿真自动0703 祁婕一、摘要（150-250字）直流斩波电路(DC Chopper)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，也称为直接直流—直流变换器( DC/DC Converter)。

直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路。

应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了电路的仿真模型，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行了较详细的仿真分析。

本文先分析了降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路的工作原理，又用Matlab 对升压-降压变换器进行了仿真建模，最后对仿真结果进行了分析总结。

二、设计目的和意义通过本次设计，希望达到以下目的：1、理解直流斩波电路中：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的工作原理，熟悉其原理图及工作时的波形图，掌握着两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点，并在理解的基础上会对直流斩波电路进行分析计算，加深对直流斩波电路的掌握及应用。

2、掌握应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立电路的仿真模型的方法，在此基础上对升降压斩波Boost—Buck电路进行详细的仿真分析，以提高设计建模的能力及加强对Matlab/Simulink软件的熟练程度。

3、认真分析总结仿真结果，将仿真波形与常规分析方法得到的结果进行比较，总结结论，体会Matlab软件在电力电子技术学习和研究中的应用价值。

三、设计原理1、降压斩波电路（Buck Chopper)工作原理（1）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。

（2）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。

课程设计任务书一、设计题目DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路设计二、主要内容设计一个DC/DC Boost变换器的主电路和控制电路，利用MATLAB/PSIM 仿真软件，对所设计的电路进行仿真验证。

基本参数为：输入电压为3-6V ，输出电压为15V ，纹波电压为输出电压的0.2% ，负载电阻为10Ω，开关管选用MOSFET，工作频率为40KHz。

三、具体要求1.根据DC/DC Boost变换器的工作原理设计电感和电容参数；2.建立DC/DC Boost变换器仿真模型；3.研究MOSFET门极触发脉冲V g、电感电压V L、电感电流i L、输出电压V O、MOSFET 电流i Q1、二极管电流i D1的波形，并对结果进行分析；4.将电感值分别减小为临界电感的一半和二分之一，仿真分析电感电流断续时的Boost 变换器工作情况；5.设计控制电路，保证输入电压或负载变化± 20%时，输出电压保持不变，且纹波控制在2%以内。

根据电压负反馈控制的基本原则，确定补偿网络传递函数的形式和参数大小，并用波特图验证所设计的闭环控制系统是否稳定；6．撰写设计报告。

四、进度安排1．每个同学选定题目，独立查阅文献资料；2．熟悉仿真软件；3．主电路参数设计；4．建立主电路仿真模型和完成开环状态下仿真验证；5．控制电路参数设计；6．建立控制电路仿真模型和完成闭环状态下仿真验证；7．编写不少于3000字的项目总结报告及提供仿真模型（电子版）；8．总结与答辩；五、完成后应上交的材料1. 设计报告；2. 仿真模型（电子版）。

六、总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日摘要直流斩波电路是一种将电压恒定的直流电变换为电压可调的直流电的电力电子变流装置，亦称直流斩波器或DC/DC变换器。

用斩波器实现直流变换的基本思想是通过对电力电子开关器件的快速通、断控制把恒定的直流电压或电流斩切成一系列的脉冲电压或电流，在一定滤波的条件下，在负载上可以获得平均值可小于或大于电源的电压或电流。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真直流调压调速系统是一种常见的电气控制系统，广泛应用于工业领域中。

在直流调压调速系统中，直流电机作为执行器，通过对电机的电压进行调节，可以实现对电机的速度、扭矩等参数的控制。

本文基于MATLAB平台对直流调压调速系统进行了仿真分析，包括建立系统模型、设计控制系统、进行性能分析等方面。

一、直流调压调速系统模型的建立直流调压调速系统可以简化为如下模型：e(t)--->u(t)--->Gv(s)---->X(s)----->e(t)是输入信号，表示期望电机速度；u(t)是输出信号，表示电机输出的转矩；Gv(s)是电机的传递函数，表示电机的速度与输入电压的关系；X(s)是控制系统的输出信号，表示根据输入信号e(t)和反馈信号u(t)计算得出的输出。

电机的传递函数Gv(s)可以通过实验测定或者理论计算得到，其具体形式为：Gv(s) = K / (Js+b)K是电机的增益；J是电机的惯性矩；b是电机的摩擦系数。

二、直流调压调速系统的控制器设计对于直流调压调速系统，可以采用比例-积分-微分（PID）控制器来控制电机的速度。

PID控制器的输出计算式为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t) * dt + Kd * de(t)/dtKp、Ki、Kd分别是比例、积分、微分控制器的参数，e(t)是输入信号与输出信号之差，de(t)/dt是e(t)的导数。

在MATLAB中，可以使用pid函数设计PID控制器，并使用feedback函数将控制器与直流调压调速系统进行连接。

具体步骤如下：1. 建立直流调压调速系统的模型；2. 调用pid函数，设计PID控制器，并设置控制器的参数；3. 调用feedback函数，将控制器与直流调压调速系统进行连接；4. 设计输入信号e(t)；5. 运行模拟程序，观察系统的输出信号u(t)。

三、直流调压调速系统的性能分析在直流调压调速系统的仿真中，可以通过观察系统的输出信号u(t)来评估系统的性能。

Boost升压电路及MATLAB仿真1. 输入电压（VIN）:12V2. 输出电压（VO）：18V3. 输出电流（IN）:5A4. 电压纹波：0.1V5. 开关频率设置为50KHz 需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A 范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。

根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。

Boost 电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。

其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。

、主电路设计图 1 主电路2.1 Boost 电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS 断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。

Boost 升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS 开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS 管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。

闭合开关会引起通过电感的电流增加。

打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。

设计要求接下来分两部分对 Boost 电路作具体介绍即充电过程和放电过程。

充电过程在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线 代替。

这时，输入电压流过电感。

二极管防止电容对地放电。

由于输入是直流电，所以电感 上的电流以一定的比率线性增加， 这个比率跟电感大小有关。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真一、引言直流调压调速控制系统是工业领域中常见的电力控制系统，其主要功能是对直流电动机进行调速和调压。

通过对电机的调速和调压，可以实现对生产过程中机械设备的精确控制，提高生产效率和质量。

对直流调压调速控制系统的研究和仿真具有重要的意义。

二、直流调压调速控制系统的基本原理和数学模型1. 直流电动机直流电动机是直流调压调速控制系统的关键部件，其工作原理是利用电磁感应原理实现电能与动能之间的转换。

直流电动机由定子、转子、电刷和电枢等部件组成，根据控制电流的大小和方向可以实现对电机的调速和调压。

直流调压调速控制系统可以使用数学模型描述其动态特性，其数学模型可以表示为以下方程：电动机转矩方程：\[T = K_{t} * Ia\]电动机电压方程：\[Va = Ri + L\frac{di}{dt} + Eb\]T表示电动机转矩，\(K_{t}\)为电动机转矩常数，Ia为电动机电流，Va为电动机电压，R为电动机电阻，L为电动机电感，\(di/dt\)为电动机电流的变化率，Eb为电动机的反电动势。

控制系统中的调速环节可以描述为：\[Eb = K_{e} * \Omega_m\]\(K_{e}\)为电动机转速常数，\(\Omega_m\)表示电动机的转速。

\(K_{c}\)为调压系数，Vr为调节电压。

以上方程描述了直流调压调速控制系统的基本动态特性，可以通过模拟仿真研究系统在不同工况下的调速和调压表现。

1. 模型参数设定首先需要确定直流电动机的参数，包括转矩常数\(K_{t}\)、转速常数\(K_{e}\)、电阻R、电感L等参数，以及控制系统的参数，包括调压系数\(K_{c}\)等参数。

2. 模型搭建利用MATLAB的Simulink工具箱进行模型搭建。

首先建立直流电动机的数学模型，包括转矩方程和电压方程。

然后建立控制系统的数学模型，包括调速环节和调压环节。

最后将直流电动机模型和控制系统模型进行组合，构建直流调压调速控制系统的整体仿真模型。

《MATLAB工程应用》升降压（Buck-Boost）变换器仿真一、选题背景升降压变换器在目前各类智能电子设备中广泛运用，其效率高，静态电流小，高效，节能，便宜。

通过调节直流侧电源的占空比来进行升压与降压，当占空比为1/3，输出电压为10v时，为降压，当占空比为2/3，输出电压为40v时，为升压。

二、原理分析(设计理念)它是一种输出电压即可以高于也可以低于输入电压的单管非隔离直流变换器。

Buck-boost转换器输入电压U0的极性和输入电压Us 的极性相反，输入电流和输出电流都是脉动的，但是由于滤波电容的作用，负载电流应该是连续的。

开关管T导通时，二极管阴极接电压源正极，承受反向电压而截止，输入电压Us直接加在电感L上,极性为上正下负，电流流过电感使之储能增加。

开关管工截止时，电感电流云有减小的趋势，电感线圈产生自感电势反向,为下正上负，二极管口受正向压降而导通，电感通过二极管对电容C 充电，C储能，以备下导通时对负载放电维持输出U0不变。

Buck- Boost 变换器的电压增益随占空比的变化可以降压也可以升压，这是它的主要优点,但是开关管和二极管关断时承受的最大电压为Us+U。

，但是开关管和二极管关断时承受的最大电压为Us+U。

，这显然对器件的要求比Buck 变换器和 Boost 变换器更苛刻。

同时 Buck -Boost 变换器的输入电流和输出电流都是脉动的，为了平波需要加入滤波器 , 结果使电路稍显复杂三、过程论述先运用simulink设备找到示波器scope，设置通道，再设置DC 直流电源，设置为20v，其次再找出R L C 并设置其参数，连线如图所示。

设计总图，器件的使用情况和布局连线如下脉冲发生器设置（占空比为1/3时，降压）电容c的参数设定Mosfet与diode的参数均为参省值电感l的参数设定电阻r的参数设定四、结果分析（格式：宋体，4号，加粗，两端对齐）对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。

实训一、交流-直流变换电路的MATLAB仿真研究一、MATLAB 介绍MATLAB 是一种科学计算软件。

由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因此受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。

SIMULINK是基于框图的仿真平台，SIMULINK 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。

SIMULINK提供了各种仿真工具，在 SIMULINK 平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。

在 SIMULINK 环境下用电力系统模块库的模块，可以方便地进行 RLC 电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。

二、Simulink/Power System 工具箱简介（1）电力电子器件仿真模型的介绍（2）Simulink工具箱在 MATLAB 命令窗口中键人"Simulink''命令，或点击相应按钮，便可打开 Simulink 工具箱窗口.Simulink工具箱是由如下模块组构成的：连续模块组 (Continuous) 、离散模块组(Discrete)、函数与表模块组 (Function&Tables) 、数学运算模块组 (Math) 、非线性模块组 (Nonlinear) 、信号与系统模块组 (Signals&Systems)、输出模块组(Sinks)、信号源模块组(Sources)和子系统模块组(Subsystems)等。

各模块组的详细内容见课本P235~238（3）Power System工具箱在 MATLAB 命令窗口中键入"powerlib"命令，或点击相应按钮，便可打开Power System 工具箱窗口。

①电源（Electrical sources）模块组，直流电压源、交流电压源、交流电流源、三相电源、三相可编程电压源、受控电压源和受控电流源等基本模块。

学号本科毕业设计学院专业年级姓名设计题目基于Matlab的直流升压变换电路分析指导教师职称2014年4月30日目录摘要 (1)Abstract (1)1概述 (2)1.1直流升压变换电路研究内容 (3)1.2 直流升压变换电路研究意义 (3)1.3 应用Matlab之Simulink仿真方法及优点 (4)2 MATLAB/SIMULINK基础知识 (4)2.1 MATLAB介绍 (5)2.2 SI MULINK仿真基础 (7)3直流升压变换电路的工作原理及理想波形图分析 (8)3.1电路基本工作原理 (8)3.2 理想电路波形图分析 (9)4详细步骤设计 (9)4.1模块的建立及参数设置 (10)4.2 Simulink仿真参数设置及仿真波形图分析 (11)5结论 (12)参考文献 (13)基于Matlab的直流升压变换电路分析学生姓名：学号：单位：专业：指导老师：职称：摘要：直流斩波电路的功能是将直流电变为另一可调或固定的电压的直流电，也可称为直流—直流变换器。

直流斩波电路的种类很多，本文主要介绍最基本的电路之一即升压斩波电路。

应用有关Matlab软件的仿真工具Simulink建模仿真，在此基础上设置仿真参数得到仿真波形图，从而与升压斩波电路理想波形进行对比得出结论。

关键词：直流升压式变换器；Matlab；斩波电路；仿真Analysis of DC boost converter circuit based on Matlab Abstract:DC chopper circuit is the function of the DC to DC another adjustable or fixed voltage, also known as DC DC converter. Many kinds of DC chopper circuit, this paper mainly introduces the circuit is one of the most basic is the boost chopper.The simulation tool Simulink modeling and simulation application of the Matlab software, parameters setting simulation based on simulation waveform, and thereby boost chopper circuit ideal waveform comparison conclusion.Keywords:DC boost chopper converter circuit; simulation; Matlab.1概述1.1基于MATLAB的直流升压变换电路研究内容本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。