資源描述：
《直流降壓斬波電路的仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、用MATLAB進(jìn)行直流降壓斬波電路仿真專(zhuān)業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：09自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：0937036指導(dǎo)老師：傅思瑤實(shí)驗(yàn)日期：2012-07-28用MATLAB進(jìn)行直流降壓斬波電路仿真1實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)一個(gè)直流降壓斬波電路，并用MATLAB仿真軟件進(jìn)行檢驗(yàn)。2實(shí)驗(yàn)要求（1）將24V直流電壓降壓輸出并且平均電壓可調(diào)，范圍為0-24V。（2）利用Simulink對(duì)降壓斬波電路和升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。3實(shí)驗(yàn)原理（1）降壓斬波電路原理
2、降壓斬波電路的原理圖以及工作波形如圖1.1所示。該電路使用一個(gè)全控型器件V，圖中為IGBT。為在V關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管VD。斬波電路主要用于電子電路的供電電源，也可拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)或帶蓄電池負(fù)載等。圖1.1降壓斬波電路原理圖如圖1.2中V的柵極電壓uGE波形所示，在t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流io按指數(shù)上升。當(dāng)t=t1時(shí)刻，控制V關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小，通常是串聯(lián)的
3、電感L值較大。至一個(gè)周期T結(jié)束，在驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過(guò)程。當(dāng)工作處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，負(fù)載電流在一個(gè)周期的初值和終值相等，如圖1.2所示。負(fù)載電壓平均值為式1.1式中，ton為V處于通態(tài)的時(shí)間；toff為V處于斷態(tài)的時(shí)間；T為開(kāi)關(guān)周期；為導(dǎo)通占空比。由式1.1可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值Uo最大為E，減小占空比，Uo隨之減小。因此將該電路稱(chēng)為降壓斬波電路。也稱(chēng)buck變換器。負(fù)載電流平均值為圖1.2降壓斬波電路的工作波形（2）設(shè)計(jì)降壓斬波電路1）IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)IGBT的驅(qū)動(dòng)是矩形波，所以我選擇了由比較
4、器LM358產(chǎn)生矩形波。圖2.1LM358的引腳圖LM358簡(jiǎn)介：LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。圖2.2比較器產(chǎn)生方波電路圖其中2、3口是輸入口4、6接直流電源電壓1為輸出口。（3）電路各元件的參數(shù)設(shè)定及元件型號(hào)選擇1）各元件的參數(shù)設(shè)定1.IGBT的參數(shù)設(shè)定圖3.1IGBT的簡(jiǎn)化等
5、效電路以及電氣圖形符號(hào)圖3.2降壓斬波電路電路圖圖3.3降壓斬波總電路圖由圖3.2所示此次設(shè)計(jì)的電源電壓為220V，當(dāng)二極管VD導(dǎo)通時(shí)V的C和E兩端承受的電壓為電源電壓，因此UCE=220V。圖3.4IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性UGE(th)隨溫度的升高略有下降，溫度每升高1°C，其值下降5mV左右。在+25°C時(shí)，UGE(th)的值一般為2-6V。參考電力電子技術(shù)課本可得：式3.1式3.2式中，；；。若取為10，則：2.續(xù)流二極管VD的參數(shù)設(shè)定VD所承受的最大反向電壓是當(dāng)IGBT導(dǎo)通是的電源電壓100V。
6、所承受的最大電流是當(dāng)IGBT關(guān)斷瞬間電感L作用在VD上的電流，此電流為。3.電感的參數(shù)設(shè)定由于電感L要盡量大一些否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況，所以選擇L的值為1。2）元件型號(hào)選擇考慮其安全裕度則IGBT的額定電壓可以為2-3倍峰值電壓，所以額定電壓可為440-660.額定電流33-44，二極管VD與其類(lèi)似，VD的最大反向電壓為220。選擇IGBT的型號(hào)為IRG4PC40U其額定電壓為600，額定電流為40。選擇續(xù)流二極管的型號(hào)為HFA25TB60，其而定電壓為600，額定電流為25。4系統(tǒng)仿真及結(jié)論1）仿真
7、電路及其仿真結(jié)果1.仿真電路圖圖4.1降壓斬波的MATLAB電路的模型2）MATLAB的.仿真結(jié)果如下：圖4.2=0.2時(shí)的仿真結(jié)果圖4.3=0.4時(shí)的仿真結(jié)果圖4.4=0.6時(shí)的仿真結(jié)果圖4.5=0.8時(shí)的仿真結(jié)果圖4.6=0.99時(shí)的仿真結(jié)果3）仿真結(jié)果分析由公式可得：當(dāng)時(shí)，=44=0.4時(shí)，=88。=0.6時(shí)，=132。=0.8時(shí)，=176。=0.99時(shí)，=217.8。上面的數(shù)據(jù)與理論值相同，由于使用的是仿真軟件所以沒(méi)有誤差。5心得體會(huì)經(jīng)過(guò)不懈的努力我終于順利的完成了此次直流降壓斬波電路的仿真，其中遇
8、到了許多的問(wèn)題和困難但是也學(xué)到了很多的知識(shí)。遇到的問(wèn)題和困難：(1)由于事先理論知識(shí)預(yù)習(xí)的不夠充分，所以很多計(jì)算問(wèn)題困難重重，再次花費(fèi)大量時(shí)間去研究，造成實(shí)驗(yàn)進(jìn)度大大減速，效率降低。(2)選取實(shí)驗(yàn)元器件時(shí)，由于缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，常常出現(xiàn)用錯(cuò)元器件，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很大，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次。(3)在用MATLAB軟件仿真是遇到了許多操作上的問(wèn)題，致使仿真花費(fèi)的很多時(shí)間才達(dá)到有效效果。學(xué)到的知識(shí)：(1)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我夯
