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1、實驗一降壓式直流斬波電路(Buck)一、原理圖在控制開關VT導通ton期間,二極管VD反偏,電源E通過電感L向負載R供電,此間iL增加,電感L的儲能也增加,導致在電感兩端有一個正向電壓Ul=E-u0,左正右負,這個電壓引起電感電流iL的線性增加。2)在控制開關VT關斷toff期間,電感產生感應電勢,左負右正,使續(xù)流二極管VD導通,電流iL經(jīng)二極管VD續(xù)流,uL=-u0,電感L向負載R供電,電感的儲能逐步消耗在R上,電流iL線性下降,如此周而復始周期變化。如圖1-1。圖1-1電路圖二、建立仿真模型根據(jù)原理圖用matalb軟件畫出正確的仿真電路圖,如圖1-2。圖1-2仿真電路圖(截圖)11仿真參
2、數(shù),算法(solver)ode15s,相對誤差(relativetolerance)1e-3,開始時間0結束時間10,如圖1-3。圖1-3(截圖)電源參數(shù),電壓100v,如圖1-4。圖1-4(截圖)晶閘管參數(shù),如圖1-5。11圖1-5(截圖)電感參數(shù),如圖1-6。圖1-6(截圖)電阻參數(shù),如圖1-7。圖1-7(截圖)二極管參數(shù)設置,如圖1-8。11圖1-8(截圖)電容參數(shù)設置,如圖1-9。圖1-9(截圖)三、仿真參數(shù)設置設置觸發(fā)脈沖占空比α分別為20%、50%、70%、90%。與其產生的相應波形分別如圖1-10圖1-11圖1-12圖1-13。在波形圖中第一列波為輸出電壓波形,第二列波為輸入電
3、壓波形。11圖1-10α=20%(截圖)圖1-11α=50%(截圖)11圖1-12α=70%(截圖)圖1-13α=90%(截圖)四、小結(1)在降壓式直流斬波電路(Buck)中,電感和電容值設置要稍微大一點。(2)注意VT的導通和關斷時間,電容的充放電規(guī)律和電感的作用。(3)輸出電壓計算公式:U0=DE。實驗二升壓式直流斬波電路(Boost)11一、工作原理1)當控制開關VT導通時,電源E向串聯(lián)在回路中的L充電儲能,電感電壓uL左正右負;而負載電壓u0上正下負,此時在R與L之間的續(xù)流二極管VD被反偏,VD截至。由于電感L的恒流作用,此充電電流基本為恒定值I1,另外,VD截至時C向負載R放電,
4、由于正常工作時,C已經(jīng)被放電,且C容量很大,所以負載電壓基本保持為一定值,記為U0,假定VT的導通時間前我ton,則此階段電感L上的儲能可以表示為EI1toff。2)在控制開關VT關斷時,儲能電感兩端電勢極性變成左負右正,續(xù)流二極管轉為正偏,儲能電感與電源疊加共同向電容充電,向負載提供能量。如果VT的關斷時間為toff,則此段時間內電感釋放的能量可以表示為(U0-E)I1toff。如圖2-1。圖2-1電路圖二、電路建模利用Simulink軟件對升壓式直流斬波電路(Boost)進行仿真,如圖2-211圖2-2仿真電路圖(截圖)三、仿真參數(shù)設置仿真參數(shù),算法(solver)ode15s,相對誤差
5、(relativetolerance)1e-3,開始時間0結束時間10,如圖1-3。電源參數(shù),電壓100v,如圖1-4。晶閘管參數(shù),如圖1-5。電感參數(shù),如圖1-6。電阻參數(shù),如圖1-7。二極管參數(shù)設置,如圖1-8。電容參數(shù)設置,如圖1-9。三、仿真參數(shù)設置設置觸發(fā)脈沖占空比α分別為20%、50%、70%、80%。與其產生的相應波形分別如圖2-3圖2-4圖2-5圖2-6。在波形圖中第一列波為輸出電壓波形,第二列波為輸入電壓波形。11圖2-3α=20%(截圖)圖2-4α=50%(截圖)11圖2-5α=70%(截圖)圖2-6α=80%(截圖)11四、小結(1)在升壓式直流斬波電路(Boost)中
6、,電感和電容值設置要稍微小一點。(2)注意VT的導通和關斷時間,電容的充放電規(guī)律和電感的作用。(3)輸出電壓計算公式:U0=(1/β)E。11