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1、課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：指導教師：工作單位：題目:直流斬波PWM控制Matlab仿真初始條件：輸入200V直流電壓。要求完成的主要任務:（包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、要求得到0~100V直流電壓。2、在Matlab/simulink中建立電路仿真模型；3、對電路進行仿真；4、得到結果并對結果進行分析；時間安排：課程設計時間為兩周，將其分為三個階段。第一階段：復習有關知識，閱讀課程設計指導書，搞懂原理，并準備收集設計資料，此階段約占總時間的20%。第二階段：根據設計的技術指標要求選擇方案，設計計算。第
2、三階段：完成設計和文檔整理，約占總時間的40%。指導教師簽名：年月日系主任（或責任教師）簽名：年月日目錄摘要11概述及設計要求21.1概述21.2設計要求22降壓斬波電路拓撲分析32.1降壓斬波器基本拓撲32.2buck開關型調整器拓撲分析32.3降壓斬波電路的重要參數計算方法42.3.1buck調整器的效率42.3.2buck調整器的理想開關頻率42.3.3輸出濾波電感的選擇52.3.4輸出濾波電容的選擇53電路設計63.1buck主電路設計63.2脈寬調制電路設計73.3MOS管驅動電路設計83.4系統(tǒng)工作總電路84Matlab建模仿真及
3、分析94.1Matlab仿真模型的建立94.2Matlab仿真結果及分析10結束語14參考文獻15摘要隨著電力電子技術的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛，電子設備的種類也越來越多。電子設備的小型化和低成本化使電源向輕，薄，小和高效率方向發(fā)展。開關電源因其體積小、重量輕和效率高的優(yōu)點而在各種電子信息設備中得到廣泛的應用。伴隨著人們對開關電源的進一步升級，低電壓，大電流和高效率的開關電源成為研究趨勢。DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓也稱為直流斬波。斬波電路主要用于電子電路的供電電源。斬波電路主要用于電子電路的供電電源，
4、也可拖動直流電動機或帶蓄電池負載等。斬波器的工作方式有脈寬調制方式（Ts不變改變ton）和頻率調制方式（ton不變改變Ts）兩種。前者較為通用，后者容易產生干擾。本次設計要求對直流斬波電路進行Matlab仿真，得到仿真結果，并加以分析，利用Matlab的sinulink工具箱來完成仿真任務。若想得到穩(wěn)定的電壓輸出，要進一步研究PWM調節(jié)方式，通過施加反饋系統(tǒng)，得到穩(wěn)定的輸出電壓。關鍵字：降壓斬波Matlab仿真PWM調節(jié)151概述及設計要求1.1概述在電力電子技術中，將直流電的一種電壓值通過電力電子變換裝置變換為另一種固定或可調電壓值的變換，
5、稱為直流—直流變換。直流變換電路的用途非常廣泛，包括直流電動機傳動、開關電源、單相功率因數校正，以及用于其他領域的交直流電源。直流斬波PWM控制技術是采用脈寬調制技術通過對開關管的通斷的占空比的控制來達到改變輸出電壓的目的。基本的拓撲結構包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電路，其中降壓斬波電路（buck）和升壓斬波電路（boost）是應用最多也是最廣泛的。根據本設計的設計指標要求，下面將對降壓斬波電路進行原理圖的設計及利用matlab軟件進行仿真驗證。1.2設計要求本設計要求輸入2
6、00V直流電壓，采用PWM斬波控制技術，得到得到0~100V直流電壓。并且建立Matlab仿真模型，對電路進行分析，得到結果并對結果進行分析。152降壓斬波電路拓撲分析根據題目要求，本設計采用降壓斬波電路進行設計，利用PWM控制技術實現題目所要求的指標。2.1降壓斬波器基本拓撲圖1buck電路基本拓撲Buck斬波電路如下圖1所示，假設電路中電感L值、電容C值很大，當可控開關V開通時，電源E向負載供電，負載電壓=E，負載電流按指數曲線上升。當可控開關V關閉時，負載電流經二極管VD續(xù)流，負載電壓近似為零，負載電流按指數曲線下降。當電路工作于穩(wěn)態(tài)時
7、，負載電流在一個周期的初值和終值相等，設V通的時間為ton，。V關斷的時間為，則負載電壓的平均值為其中T為開關周期，為導通占空比。2.2buck開關型調整器拓撲分析圖2buck開關型調整器結構圖15對于圖2所示的buck基本拓撲，屬于開環(huán)控制，實際應用中如果出現電網波動，可能造成輸出電壓不穩(wěn)，無法正常工作。而加入如圖2-2所示的反饋調節(jié)電路，可是輸出電壓穩(wěn)定。反饋過程如下：采樣電阻R1和R2檢測出，并將其輸入誤差放大器（EA）與參考電壓進行比較。被放大的誤差電壓被輸入到電壓比較器PWM中。PWM比較器的另一端輸入是周期為T的鋸齒波，其幅值一般
8、為3V。PWM電壓比較器產生矩形波脈沖（從鋸齒波起點開始到鋸齒波與誤差放大器輸出電壓交點結束）。因此，PWM輸出的脈沖寬度與誤差放大器輸出電壓成比例。PWM脈沖輸入
