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单端反激式电路（Flyback）仿真 设计指标： 输入电压200V，输出电压40V，初、次级电流连续；改变触发脉冲的占空比，输出电流断续波形。 单端反激电路的工作原理： 单端反激变换器的变压器起了储能电感的作用，其原理图如图1-1所示： 图 1-1 单端反激电路原理图 当开关管Q导通时，开关管的门极被激励而导通，输入电压加到变压器的两端，此时初级绕组两端的极性为上正下负，根据变压器的极性可知，次级绕组两端的极性为下正上负，因此二极管截止，次级绕组中没有电流流过，负载电流由滤波电容提供。此时只有变压器原边工作，变压器相当于一个电感，设绕组Np的电感量为Lp，则导通期间流过初级绕组Np的电流为：ip(t)=Vint/Lp，t=ton时，开关管Q截止，原边绕组开路，次级绕组的电压极性上正下负，二极管D导通期间储存在变压器中的能量通过二极管向负载释放，同时向电容充电。此时变压器只有副边绕组工作，Q管截止期间流过次级绕组的电流为：is(t)=Irmax-Vot/L2。t=T时，副边电流is达到最小值：Ismin=Ismax-Votoff/L2。 图 1-2 三种工作状态 单端反激变换器也有电流连续和电流断续两种工作方式，但是连续的定义不同。单端反激变换器是耦合电感，对原边绕组的自感来讲，它的电流不可能连续，因为开关管断开后电流必然为零，这时必然在次级绕组的自感中引起电流，故对单端反激变换器来讲，电流连续是指变压器两个绕组的合成安匝在一个开关周期中不为零，与此相反即为电流断续。 如果，在t=T时刻，Ismin=0表示导通期间储存的磁场能量刚好释放完毕；也就是临界状态。，Ismin 0表示导通期间储存的磁场能量还没有释放完，电路工作在连续状态；Ismin0表示导通期间储存的磁场能量还没有到时刻就已经释放完毕，即电路工作在断续状态下。 电流连续下的理论波形： 图1-3 理论输出波形 实验步骤 1）根据实验设计指标选择所需器件 输入直流电源：Vin 200V；变压器T的参数，Lp:10uH, ，Ls:5uH,变压器初级线圈匝数：200匝，次级线圈匝数：10匝，变压器励磁电感Lm:1m；滤波电容C：110uF,初始电压10V；触发频率：100k,占空比0.8；负载为阻性负载：5Ω。 2）利用所选的元器件，搭建原理图，并按已知参数设置各元件参数，设定仿真控制时间。保存原理图。将MOSFET和二极管D1参数选项中的current flag设置为1，这样可以将电流表缺省直接测得电流波形。 3）点击仿真按钮，双击要观察波形的参数值，点击确定，观察仿真波形。 4、仿真电路图 电路原理图如下： 图1-4 仿真电路图 仿真结果 1）电流连续输出波形 按照顺序，图中的I（D1）为变压器次级电流大小，在图中的大致形状是呈线性下降的直线；I（MOS1）是变压器初级电流大小，在图中的大致形状是呈线性增长的直线；图中的Vp1是输出电压，近似为一条平行于时间轴的一条直线，但略有脉动。 图 1-5 电流连续下仿真结果 2）电流断续输出波形 降低触发电路的占空比，电流将断续，将占空比变为0.5，输出初、次级电流波形如下图1-6所示。 图1-6 电流连续下仿真结果 6、仿真结果分析 观察图1-5的仿真结果，按照所选参数构建的电路，电流连续时，输出电压40V达到了预期制定指标。在开关管MOSFET导通的时间段内，变压器初级电流I（MOSFET）线性上升,此时变压器次级电压为下正上负，使得二极管反偏截止，即I（D）为零,此时负载电流由滤波电容提供。当开关管关断时，存储在Lp中的能量不能突变，为维持电流连续，变压器初、次级绕组电压反号，使得二极管正偏导通，给电容C充电并向负载供电。二极管导通，u2便被箝位在Vo的水平上，如果滤波电容C的数值很大，输出电压无脉动，则u2=Vo，次级绕组电流将线性下降，即is(t)=Irmax-Vot/L2，直到t=T为止。观察仿真波形发现，输出电压波形是一条与时间轴近似平行的直线，其大小在10V上下略有波动，按照理论来说，尽可能增大滤波电容，输出电压也会更加平稳。 观察图1-6的波形可以看出，当电流断续时与电流连续时，在一个周期内，电流出现了为零的情况，而且在断续运行下，电路遵循的规律与连续时不同。 7、与理论波形对比分析 与上图理论波形对比可得，仿真波形与理论波形基本一致，因为参数选取各有不同，所以略有差异，但是总体来说仿真波形还是接近理论波形并且达到预期设定的指标。 三相PWM整流电路仿真 1、设计指标 输入电压为220,50Hz工频交流电压，经整流器后输出平稳的直流电压。 2、电路工作原理 三相PWM整流可分为电压型和电流型两大类，本文仿真的是电压型PWM整流电路，其原理