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1、基于Matlab的Boost電路仿真姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：1、前言由于DC/DC開(kāi)關(guān)電源具有高效率，高功率密度和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)設(shè)備和家用電器等領(lǐng)域。在近幾十年里，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。在很多場(chǎng)合下，需要從低壓電源變換到高壓電源，Boost變換器是最基本，也是最常用的一種變換器。在電力電子系統(tǒng)的研究中，仿真研究由于其高效、高精度及高的經(jīng)濟(jì)性與可靠性而得到大量應(yīng)用。近二十年來(lái)，仿真已逐漸成為電力電子技術(shù)研究的有力工具。Matlab語(yǔ)言的強(qiáng)大仿真功能和方便性受到廣大使用者的廣泛愛(ài)好。本文對(duì)Boo
2、st變換器電路進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，采用Matlab來(lái)完成建模和仿真。2、Boost電路的工作狀態(tài)Boost變換器的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示： Boost電路的結(jié)構(gòu)(a)開(kāi)關(guān)狀態(tài)1(S閉合)(b)開(kāi)關(guān)狀態(tài)2(S關(guān)斷)(c)開(kāi)關(guān)狀態(tài)3(電感電流為零)3、Matlab仿真分析Matlab是一種功能強(qiáng)大的仿真軟件，它可以進(jìn)行各種各樣的模擬電路和數(shù)字電路仿真，并給出波形輸出和數(shù)據(jù)輸出，無(wú)論對(duì)哪種器件和哪種電路進(jìn)行仿真，均可以得到精確的仿真結(jié)果。采用Matlab仿真分析方法，可直觀、詳細(xì)的描述Boost電路由啟動(dòng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的工作過(guò)程，并對(duì)其中各種現(xiàn)象進(jìn)行
3、細(xì)致深入的分析，便于我們真正掌握Boost電路的工作特性。仿真圖如下所示：電路工作原理：在電路中IGBT導(dǎo)通時(shí)，電流由E經(jīng)升壓電感L和V形成回路，電感L儲(chǔ)能；當(dāng)IGBT關(guān)斷時(shí)，電感產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)和直流電源電壓方向相同互相疊加，從而在負(fù)載側(cè)得到高于電源的電壓，二極管的作用是阻斷IGBT導(dǎo)通是，電容的放電回路。調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)器件V的通斷周期，可以調(diào)整負(fù)載側(cè)輸出電流和電壓的大小。其負(fù)載側(cè)輸出電壓的平均值為：上式中T為開(kāi)關(guān)周期,為導(dǎo)通時(shí)間，為關(guān)斷時(shí)間。在模型仿真中的參數(shù)設(shè)置：（1）設(shè)置電源電壓為200V，電阻的阻值為5Ω。（2）脈沖發(fā)生器脈沖周
4、期T=0.2ms,脈沖寬度為50%。（3）IGBT和二極管的參數(shù)可以保持默認(rèn)值。（4）初選L的值為0.1ms，C的值為100μF。啟動(dòng)仿真：設(shè)置仿真時(shí)間為0.03s，算法采用ode15s。所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)管電壓的波形、二極管電流的波形、輸出電壓的波形、開(kāi)關(guān)管電流的波形仿真圖如下所示：電路相應(yīng)信號(hào)仿真波形電路相應(yīng)信號(hào)放大仿真波形觀察圖易見(jiàn)，電感電流在5ms左右趨于穩(wěn)定,電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。通過(guò)改變電感的值可更清楚的觀察電感電流的波形，如圖所示：4、結(jié)論以上的仿真過(guò)程分析，可以得到以下結(jié)論：直流變換電路主要以全控型電力電子器件作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)
5、控制主電路的接通與關(guān)斷，將恒定的直流斬成斷續(xù)的方波，經(jīng)濾波后變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流輸出電壓。利用Simulink對(duì)升壓斬波電路的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。由此可見(jiàn)，應(yīng)用Matlab的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink進(jìn)行直流變換器的仿真，能夠較好模擬實(shí)際電路的各種電氣量。
