斩波电路Matlab仿真电力电子技术课程设计.doc

河北科技大学 课程设计计算说明书 课程名称：电力电子技术课程设计 设计题目：斩波电路的Matlab仿真研究 专业班级：电气工程及其自动化 XXX班 学生姓名： XXX（XXXXXXXX） 指导老师：电力电子课程设计指导小组 XXXX年XX月XX日 说 明 课程设计结束之前，每个学生都必须认真撰写《课程设计计算说明书》。课程设计说明书要求内容完整，条理清晰书面清洁字迹工整要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，标准。课程设计期间的工作态度 项目名称 指导教师 成绩 所占比例 总成绩 1 工作态度 30% 签字： 2 设计说明书 30% 3 仿真演示 40% 目录 设计的目的 设计的任务 仿真研究的内容与步骤 降压斩波电路的仿真研究。 升压斩波电路的仿真研究。 升降压斩波电路的仿真研究。 （电路结构；工作原理；基本数量关系；搭建仿真模型；取不同控制角时的波形图；结论） 总结 参考文献 课程设计的教学目的及要求 本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一。本课程设计的任务是其目的是培养学生综合运用所学知识分析、解决工程实际问题的能力巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。在规定时间内通过分析任务书、查阅收集资料，充分发挥主动性与创造性，在老师的指导下联系实际、掌握正确的方法，理清思路，独立完成课程设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求；课程设计说明书要求整洁、完备、内容正确、概念清楚、文字通畅，符合规范。 工作原理：t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。到一个周期T结束，再驱动IGBT导通，重复上一周期的过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图b）所示。负载电压的平均值为： ton为V处于导通的时间；toff为V处于关断的时间；a为导通占空比。 负载电流平均值为： 1.2建立仿真模型 1）建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，如图所示。在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成直流降压斩波电路的元器件有直流电源、IGBT、电阻、电容、二极管。 3）将电路元器件模块按直流降压斩波的原理图连接起来组成仿真电路。如图所示。 参数设置如下： a.IGBT参数设置 Ron=0.001，Lon=0，Vf=1，Rs=1e5。 b.RLC元件参数设置 R=1欧姆，电感L=0.1H 。 c.脉冲发生器参数设置 振幅为1V ，周期=0.02s ，初相位为０。 d.直流电源电压参数设置 电源电压幅值为100V，初相位为0度。 e.仿真参数设置 开始仿真时间：0.0 ，停止仿真时间：1.0。 f．示波器波形依次是电源电压，负载两端电压，脉冲信号，流过负载电流。 1.3仿真波形结果与分析 图1－1、图1－2、图1－3分别是α＝20%、α＝50%、α＝80%时仿真波形。 当占空比α＝20%时，电源电压100V，负载两端电压为20V。 当占空比α＝50%时，电源电压100V，负载两端电压为50V。 当占空比α＝80%时，电源电压100V，负载两端电压为80V。 当给负载加一个40V反电动势时，将电感值改为0.001H，其它参数不变，电源电压，负载两端电压，脉冲信号和流过负载电流波形如图所示： 2．升压斩波电路的仿真研究 2.1电路原理图 升压斩波电路的原理图及工作波形如图所示。该电路中也是使用一个IGBT器件。 工作原理：假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。负载电压的平均值为： 2.2建立仿真模型 IGBT升压斩波电路模型主要由直流电源、IGBT、电阻、电感、电容、二极管以及示波器等部分组成。将电路元器件模块按直流升压斩波的原理图连接起来组成仿真电路。如图所示。 参数设置如下： a.IGBT参数设置 Ron=0.001，Lon=0，Vf=1，Rs=1e5。 b.RLC元件参数设置 R=100欧姆，电感L=0.01H ，电容C=0.0022F。 c.脉冲发生器参数设置 振幅为1V ，周期=0.001s ，初相位为０。 d.直流电源电压参数设置 电源电压幅值为100V，初相位为0度。 e.仿真参数设置