降压电路工作原理的仿真验证.docx
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降压电路工作原理的仿真验证
《电力电子电路仿真》课程
讨论课汇报
讨论课名称
：
降压电路工作原理的仿真验证
指导教师
：
魏
班级、组次
：
16级应电班第____组
2019年5月
1.前言
1.1BUCK电路概述
BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。
通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
BUCK也是DC-DC基本拓扑，或者称为电路结构，是最基本的DC-DC电路之一，用直流到直流的降压变换。
1.2MATLAB软件概述
MATLAB拥有强大的数据计算能力和图形显示功能[1][2]，Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
因此Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
本文分析了BUCK电路的工作原理，在MATLAB软件中建立了SIMULINK模型对BUCK电路进行模拟仿真，得到演示结果。
2.BUCK电路及其工作原理
如图2.1所示为BUCK型电路原理图。
电路功能主要是把恒定的直流电压E转换成可控的直流电压输出。
图2.1BUCK电路原理图
t=0时，驱动开关器件V导通，电源E向负载供电，AN两点之间电压为E，电感电流iL按指数曲线上升。
t=t1时，控制开关器件V关断，二极管VD续流，AN两点之间电压近似为零，电感电流iL呈指数曲线下降，通常串接较大电感L使电感电流连续且脉动小。
若L值较小，在V关断后，到了t2时刻，电感电流已衰减至零，出现电感电流断续的情况。
3.BUCK电路仿真模型
根据BUCK电路原理图，在MATLAB中搭建仿真图如图3.1所示
图3.1BUCK电路的MATLAB仿真模型图
4.参数设定
给定条件：
开关频率100kHz，输入电压28V，输出电压15V，电流纹波小于1%，电压纹波小于1%。
5.工作原理波形的分析与验证
电感电流如图5.1所示，图中可以看出电感电流稳定在15A。
图5.1电感电流
二极管电流和电压如图5.2图5.3所示。
二极管电流在15A左右，二极管电压在28V左右。
图5.2二极管电流
图5.3二极管电压
输入电流如图5.4所示，由图可以看出输出电流在14A左右。
图5.4输入电流
图5.5输入电流放大图
输出电压如图5.6所示，输出电压稳定在15V，满足要求。
图5.6输出电压
电容电压如图5.7所示。
图5.7电容电压
图5.8电容电压放大图
6.电路参数变化对输出电压（输出电流、效率）的影响分析（研究输入电压、控制信号的频率/占空比、L、C、负载大小、开关参数等的变化）。
输入电压为35V时电感电流波形如图6.1所示。
图6.1输入电压为35V时电感电流
电感0.002
时的输出电流如图6.2所示。
图6.2电感0.002
时的输出电流
电感为0.002
时的输出电压如图6.3所示。
图6.3电感为0.002
时的输出电压
占空比为0.7时的输出电压波形如图6.4所示。
图6.4占空比为0.7时的输出电压
占空比为0.7时的输出电流波形如图6.5所示。
图6.5占空比为0.7时的输出电流
负载电阻为10
时的输出电流如图6.6所示。
图6.6负载电阻为10
时的输出电流
负载为10
时的输出电压如图6.7所示。
图6.7负载为10
时的输出电压
7.仿真中出现的问题、解决过程以及心得体会
通过matlab仿真使我学习掌握了许多知识。
首先是对matlab有了-一个全新的认识，其次是对matlab的更多操作和命令的使用有了更高的掌握，最重要的事对matlab的处理能力有了一个更高的飞跃尤其是对相关函数的使用及相关问题的处理。
就对matlab相关的命令操作而言，通过这次实验的亲身操作和实践，学习掌握了许多原本不知道的或者不太熟悉的命令。
画图用到的标注，配色，坐标控制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用格式等等。
这些在原本根本就不敢相信，然而通过matlab仿真的学习和实验亲身操作这些原本看似不可能的操作在此就变的轻而易举的事了。
讨论课分工及组内评分表
序号
姓名
组内分工
组内
评分
签字
1
闫
制作报告
D
2
耿
制作ppt
B
3
赵
制作报告
C
4
李
制作ppt
B
5
金
电路仿真
A
6
7
8
填表要求：
如实填写讨论课的组内分工（每人完成的百分比或者每人负责的内容），并按ABCD四档评分，A档不能超过两个，每一档都必须有。
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