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《电力电子技术第5版》课本仿真——降压斩波电路(BUCK)、升压斩波电路(BOOST)

大家好,很高兴和各位一起分享我的第十四篇原创文章,喜欢和支持我的工程师,一定记得给我点赞,收藏,分享哟。想和我进一步探讨技术干货,可以添加微信号(matlab_simulink)。

       直流-直流变流电路(DC/DC Converter)包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路,也称斩波电路(DC Chopper),功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,一般是指直接将直流电变为另一直流电,这种情况下输入与输出之间不隔离。间接直流变流电路,在直流变流电路中增加了交流环节,在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离,因此也称为直—交—直电路。

降压斩波电路(BUCK)

demo5_1_1降压斩波电路(buck)

       电路分析:使用一个全控型器件V,图中为IGBT,若采用晶闸管,需设置使晶闸管关断的辅助电路。设置了续流二极管VD,在V关断时给负载中电感电流提供通道。主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等,后两种情况下负载中均会出现反电动势,如图中Em 所示。

       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。  

       基本的数量关系:电流连续时,负载电压的平均值为:

式中,tonV处于通态的时间,toffV处于断态的时间,T为开关周期,α为导通占空比,简称占空比或导通比。负载电流平均值为:

       电流断续时,负载电压uo 平均值会被抬高,一般不希望出现电流断续的情况。仿真结果如下:

升压斩波电路(BOOST)

demo5_1_2升压斩波电路(boost)

        工作原理:假设LC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。

       基本的数量关系:当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等,即

化简得

上式中的T/toff1。将升压比的倒数记作β,即β=toff/T,则β和导通占空比α有如下关系:

输出电压有

       输出电压高于电源电压,关键有两个原因:一是L储能之后具有使电压泵升的作用,二是电容C可将输出电压保持住。

        如果忽略电路中的损耗,则由电源提供的能量仅由负载R消耗,输出电流的平均值Io和电源电流I1为:

仿真结果如下:

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  • 星球官方号 2021-02-07 15:18
    优秀
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  • 星球居民-4IVG4Wnq 2021-02-06 12:24
    期待更新
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