boost电路仿真报告.docx

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boost电路仿真报告

Boost电路

1．实验名称：

基于matlab的boost电路仿真的实验报告分析。

2．实验目的：

学习matlab的基础知识和操作；

改变占空比以及原件参数，观察电压和电流的变化。

3.实验平台：

simulink和simpowersystems

4.实验原理：

首先假设电路中电感L的值很大，电容C值也很大。

当IGBT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u0为恒值，记为U0。

设IGBT处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为EI1ton。

当IGBT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IGBT处于断态的时间为toff，则在此期间电感L释放的能量为（U0-E）I1toff。

当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L上积蓄的能量与释放的能量相等EI1ton=（U0-E）I1toff化简为U0=T*E/toff输出电压高于电源电压

图1

图2

5.实验过程：

1、研究电路电感L的变化对电路工作状态的影响，其中E=10（V）,T=1e-4（S）,α=10%,C=1e-5,R=10Ω，触发角0度。

平均值

最大值

最小值

差值

最大值

最小值

差值

L（H）

UR（V）

Io（A）

Umax（V）

Umin（V）

Imax（A）

Imin（A）

1e-3

10.28

1.144

10.6609

9.628

1.0329

1.1864

1.0875

0.0989

3e-3

10.29

1.145

10.714

9.676

1.038

1.1591

1.1261

0.033

5e-3

10.29

1.145

10.7264

9.6855

1.0409

1.1536

1.1388

0.0148

图3直流电源为10V

图4脉冲信号设置

图6电容设置

图7示波器设置

图8电感设置为L=1e-3H

图9电感设置为L=3e-3

图10电感设置为L=5e-3

仿真结果如下：

（1）电感L=1e-3（H）时的波形，如图11

图11

图11.1电压放大的波形

图11.2电流放大的波形

（2）电感L=3e-3（H）时的波形，如图12

图12

图12.1电压放大的波形

图12.2电流放大的波形

（3）电感L=5e-3（H）时的波形，如图13

图13

图13.1电压放大的波形

图13.2电流放大的波形

结论：

由以上的波形

（1）～（3）可以知：

电感越大，波纹越小；由数据可知，电感越大，最大最小值之差越小。

2.研究电路电容C的变化对电路工作状态的影响E=10（V）,T=1e-4（S）,α=10%,L=1e-3（H）,R=10Ω，触发角0度。

平均值

最大值

最小值

差值

最大值

最小值

差值

C（F）

UR（V）

Io（A）

Umax（V）

Umin（V）

Imax（A）

Imin（A）

1e-5

10.28

1.144

10.661

9.628

1.003

1.1864

1.0875

0.0989

3e-5

10.29

1.146

10.4378

10.892

-0.4542

1.1928

1.094

0.0988

5e-5

10.30

1.147

10.3838

10.1743

0.2095

1.194

1.0952

0.0988

（1）电容=1e-5（F）时的波形，如图14

图14示波器的波形

图14.1电压放大的波形

图14.1电流放大的波形

（2）电容=3e-5（F）时的波形，如图15

图15示波器的波形

图15.1电压放大的波形

图15.1电压放大的波形

（3）电容=5e-5（F）时的波形，如图16

图16示波器的波形

图16.1电压的放大波形

图16.2电流的放大波形

结论：

由以上的波形

（1）～（3）可以知：

电容越大，波纹越小；在误差允许范围下，由数据可知，电容越大，最大最小值之差越小。

3.研究主电路信号的占空比α的变化对电路工作状态的影响E=10（V）,T=1e-4（S）,L=1e-3（H）,C=1e-5（F），R=10Ω，触发角0度。

平均值

最大值

最小值

差值

最大值

最小值

差值

α（%）

UR（V）

Io（A）

Umax（V）

Umin（V）

Imax（A）

Imin（A）

10

10.29

1.145

10.3958

10.186

0.2098

1.1559

1.1361

0.0198

30

13.42

1.923

13.7915

12.977

0.8145

1.9505

1.8915

0.059

60

22.14

5.619

24.6816

21.8694

2.8122

5.9009

5.7805

0.1240

（1）占空比为10时的波形，如图17

图17

图17.1电压放大的波形

图17.2电流放大的波形

（2）占空比为30时的波形，如图18

图18

图18.1电压放大的波形

图18.2电流放大的波形

（3）占空比为60时的波形，如图19

图19

图19.1电压放大的波形

图19.2电流放大的波形

分析：

由以上

（1）～（3）波形可以知道，其它条件不变，占空比越大，输出的电压电流值越大；由数据可知，最大最小值之差越大。

六、实验总结

1、由以上数据可以知道，电感电容可以控制输出波形的波动范围，电感电容越大输出的波形越平缓。

2、占空比可以控制输出电压的大小，占空比越大输出电压越大，反之越小。

3、在做仿真的时候，要选取适当的电感、电容的值，这样得到的波形才更好，也要多做几次才知道取值的大小范围哪个合适！

4、尽管有些误差，但只要认真去做，就能够做好实验。