电气工程计算机仿真52直流直流变压器

1、第五章 电力电子变流电路的仿真5.2 直流-直流变换器5.2 直流-直流变流器 直流-直流变流器也称直流斩波器(DC Chopper) 或 DC-DC 变流器。 直流-直流变流器用于调整直流电的电压，它有多种类型，降压( Buck)变换器、升压 (Boost) 变换器、Buck/Boost变换器、Cuk升降压变换器和桥式 (H 型)直流变换器等，这里主要介绍降压( Buck)变换器、升压 (Boost) 变换器的仿真。（1） 当开关器件V的触发脉冲由低电平变高电平时，V导通，二极管D截止，电流经电感 L向负载供电，电感电流增加，电感储能。EVDLRuoio5.2.1 直流降压变流器设计Buck

2、电路工作状态分析Buck主电路（2）当开关器件V的触发脉冲由高电平变低电平时，V关断，二极管D导通，电流通过负载R和二极管D形成回路，电感 L 释放能量。 EVDLRuoioBuck电路工作状态分析Buck主电路负载侧输出电压的平均值为 式中T为 V 开关周期，ton 为 V 导通时间，为占空比。V导通，D截止V关断，D导通触发脉冲负载电流输出电压（D的反向电压）直流降压变换器仿真模型电源电压E=200V，电阻负载R=5，电感L=0.01H 。SimPowerSystemsElectrical SourcesSimPowerSystemsPower ElectronicsSimPowerSys

3、temsElementsSimPowerSystemsExtra LibraryControl BlocksSimPowerSystemsExtra Library MeasurementsSimPowerSystemsMeasurementsSimulinkSinksSimulinkSignal Routing系统自动添加该模块直流电压源幅值200V测量选项：不选IGBT导通电阻0.01欧导通电感1e-6H正向压降0.8V起始电流0缓冲电阻0缓冲电容0.01e-6不显示测量端口电流下降时间1e-6s电流拖尾时间0.3e-6s二极管导通电阻0.01欧导通电感0H正向压降0.8V不使用缓冲电路不

4、显示测量端口起始电流0A电感电感选L电感值0.01H测量选项：None不设置起始电流Series RLC Branch电阻电阻选R电阻值5欧测量选项：None脉冲发生器脉冲类型选Time based使用仿真时间幅值1周期0.002秒，开关频率为500Hz脉冲宽度50%相位延时0秒各矢量参数为一维傅里叶分析模块基波频率500Hz谐波次数，0为直流傅里叶分析模块可测量电压或电流的直流分量或谐波含量IGBT驱动信号直流降压变换器仿真结果输出电压瞬时值和平均值二极管电流IGBT电流 EVDLRuoio带输出滤波电容的降压变换器C滤波电容可平滑输出电压，减小输出电压谐波含量，当C足够大时，输出电压uR近

5、似认为不变， uR = UR 。已知：直流降压变换器电源电压E=200V，输出电压UR=140V，电阻负载R=5，设计合适的电感L和电容C，并进行仿真。uR带输出滤波电容的降压变换器参数设计电感L的选择：T为开关周期，IOM为最小负载电流，取14A，得L=0.003H，电感最小电流为28-14=14A，电感电流最大值为28+14=42A 。电容C的选择：UO为输出电压脉动量，取1V，得C=0.007F。占空比D：D=UR/E=140/200=0.7负载平均电流IO ，UR/R=140/5=28A。例5-2 设直流降压变换器电源电压E=200V，输出电压UR=140V，电阻负载R=5，电感L=0

6、.003H ，电容C=0.007F。得到IGBT、二极管的电流波形，得到电感电流、输出电压波形。 带输出滤波电容的降压变换器仿真实例E=200VVDL=0.003HR=5欧ioC=0.007FUR=140V仿真设计步骤：1）根据直流降压变换器原理电路建立变换器的仿真模型，如图所示。带输出滤波电容的降压变换器仿真 2）设置模型参数。直流电源200V，电感L=0.003H，电容C= 0.007F ，负载电阻取5，脉冲发生器脉冲周期为Ts=2ms，脉冲占空比：取脉冲宽度为70%。带输出滤波电容的降压变换器仿真3）设置仿真参数，取仿真时间为0.01s，仿真算法ode15s。4）得到仿真波形。负载电压波形电感电流最小电感电流为14A电感电流局部放大图最大电感电流为42A输出电压脉动量UO 近似为1V，与计算相一致。负载电压局部放大图L=0.1mH，C=100F时的Buck电路减小T，T=5010-6s时，fs=20kHz保证电感电流连续的最小负载电流为1