直流升压变流器设计与仿真.doc

学 号

（电力电子技术课程设计）
设计说明书

直流升压变流器设计与仿真

起止日期： 2012 年6 月 10 日 至 2012 年 6 月 15 日

学生姓名

班级
09电气2班
成绩

指导教师(签字)

电子与信息工程系
2012 年 6 月 15日

天津城市建设学院
课程设计任务书
2011 —2012学年第 2 学期
电子与信息工程 系 电气工程及其自动化 专业 09电气2 班级
课程设计名称： 电力电子技术课程设计
设计题目： 直流升压变流器设计仿真
完成期限：自 2012 年 6 月 10日至 2012 年6 月 15 日共 1 周
设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

指导教师（签字）：
教研室主任（签字）：
批准日期： 年 月
10

目录
摘要 2
一、升压斩波电路的设计原理 3
二、电路建模 4
三、电路仿真 9
四、参考文献 10

直流升压变流器设计与仿真
摘要：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，称为直流一直流变换。直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。这里主要讨论了PWM(脉冲宽度调制)控制方式的升压电路(Buck Chopper)，并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink，对该电路及升压电路(Boost Chopper)进行了建模，并对仿真结果进行了分析，既避免了繁琐的绘图和计算过程，又尝试得到了一种直观、快捷分析直流变换电路的新方法。

一、升压斩波电路的设计原理
原理图如图所示：假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压为恒值,记为。设V通的时间为，此阶段L上积蓄的能量为

V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，则此期间电感L释放能量为
（1-1）
稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等

化简得： （1-2）

（1-3）
，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为boost chooper变换器。
——升压比，调节其即可改变。将升压比的倒数记作β，即。和导通占空比，有如下关系：
（1-4）

因此，式（2-2）可表示为

（1-5）
升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：
① L储能之后具有使电压泵升的作用
② 电容C可将输出电压保持住
二、电路建模
利用Simulink软件对升压式直流斩波电路（Boost）进行仿真，如图2-2

图2-1
（1）仿真参数，算法（solver）ode23tb，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.003，如图2-2。

图2-2
（2）电源参数，电压100v，如图2-3。

图2-3

（3）电感参数，如图2-4。

图2-4
（5）电阻参数，如图2-5。

图2-5
（6）二极管参数设置，如图2-6。

图2-6
（7）电容参数设置，如图2-8。

图2-7
（8）GBT参数的设置如图2-8

图2-8
三、电路仿真
设置触发脉冲占空比α分别为20%、50%、80%。与其产生的相应波形分别如图3-1、图3-2图、3-3图。在波形图中第一列触发电路波形，第二列为输入电压波形，第三列为输出电压波形，第四列为绝缘栅双极晶体管两端电压。

图3-1

图3-2

图3-3
四、参考文献
（1）王兆安,黄俊.电力电子技术(第四版).[北京]: 机械工业出版社,2000
（2）康华光,陈大钦.电子技术基础(第四版). [北京]: 高等教育出版社,1998
（3）李国勇,谢克明,杨丽娟.计算机仿真技术与CAD-基于MATLAB的控制系统(第二版).[北京]:电子工业出版社,2008