DCDC电路matlab设计与仿真.docx
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DCDC电路matlab设计与仿真
DC-DC电路matlab设计与仿真
MATLAB语言、控制系统分析与设计
大作业
题目:
DC/AC/DC开关电源仿真
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气1009班
设计者:
吴嵩
学号:
u201012042
评分:
华中科技大学电气与电子工程学院
2013年11月
评分栏
项目
应包括的主要内容或考核要点
满分
自评
评分
设计
报告基本要求
方案论证
性能指标分析;控制方法及实现方案
10
设计过程
控制器设计与参数计算
30
结果分析
对设计结果的分析与核算,分析原因和改进
20
格式规范
重点考查完整性,图表,公式的规范性
10
发挥部分
完成第
(1)项
提出改进的性能指标,完成分析,设计并对结果予以验证
10
完成第
(2)项
考虑参数变化,干扰影响等其他因素,完成分析,设计并对结果予以验证
10
完成第(3)项
提出其他更完善的性能指标,完成分析,设计并对结果予以验证
10
报告得分
以上报告得分占考核成绩的90%
是否申请答辩:
是()
否()
100
答辩得分
答辩以报告的特色和难度系数,掌握程度予以评价
特色:
难度:
熟练:
10
总分
报告得分+答辩得分
一、简介
直流_直流变换器也称直流斩波器或DC_DC变换器。
DC_DC电路是将某直流电源转换成不同电压值的电路。
DC/AC/DC电路则是通过将直流转化成交流,再转换成直流的技术,完成直流直流的变换,以达到某些电路要求。
我将使用matlab仿真此电路,对电路性质进行研究,了解此电路的特性。
二、DC/AC/DC开关电源原理及设计
2.1原理
DC/AC/DC开关电源电路是由VT1~VT4组成单相桥式逆变器将直流电转换成几千赫兹~几十千赫兹的高频率交流电,再经高频变压器T的变压和隔离,由二极管VD1,VD2组成的单相全波整流电路将高频电流转换成直流电,并由电感L和电容C滤波后得到稳定的直流电输出。
VT1~VT4组成的逆变器采取PWM控制开关电源仿真模型如下图1,模型中VT1~VT4组成的逆变器使用UniversalBridge模块。
由于在SIMULINK模型库中没有该电源相应的驱动模块,因此在模型中使用两个PWMgenerater模块来产生驱动脉冲,并通过常数模块的设定值来控制脉冲宽度,设定值在0~1之间调节。
在第二个PWMgenerater模块前加放大器gain,并设置放大倍数-1,起信号倒相作用。
PWMgenerater模块参数设置如图2所示。
逆变器和变压器参数设置如图3所示。
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2
3
2.2参数设计
由于PWMgenerater模块频率设置为8000HZ,将会产生8000HZ的控制脉冲,产生的高频交流电的频率也应为8000HZ。
LC滤波时应对电感和电容适当设置。
LC滤波的转折频率要远小于开关频率,即控制脉冲的频率。
现设置L为100uH,C为1mF。
转折频率P=503.3HZ,符合要求。
负载电阻R=0.3Ω。
由图1建立模型,将原直流电压设置为220V,变压器变比为220:
75,仿真时间取0.04s,仿真算法为ode45.可得变压器一,二端电压如图4,5所示,经逆变器后直流电变为8000HZ的高频矩形交流电,一次侧电压幅值220V,二次侧电压幅值为75V,与设定相同。
VT1~VT4的控制脉冲信号如图6所示.
改变常数模块来控制脉冲的宽度,已达到所要求的直流电压值,如常数之设置为0.4,0.5和0.6时负载电阻上的电压波形如图7,8,9所示.可以看出符合要求,改变脉冲宽度可以控制所得直流电压数值。
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3结果分析
观察VT1~VT4的控制脉冲信号的波形可以发现1,4波形相同,2,3波形相同,与实验的要求相符。
变压器的一二次侧电压也与设置相同。
通过上面的图形可以看出,调节常数大小可以控制所得的直流电压的数值,但有较小的偏差,在实验的允许范围内,实验是成功的。
实验偏差是由建模时二极管VT1,VT2的导通电压没有设置成0V,而是0.8V,造成了一定的偏差。
实验结束后,我将二极管导通电压调为0V,发现所得直流电压值与要求更加接近,如下图所示为常数为0.4时改变前后的负载电压波形。
改前负载电压波形
改后负载电压波形
4、总结
本设计完成了设计的基本要求详尽的阐述了设计依据,工作原理叙述,,单相桥式逆变器电路仿真,单相全波整流电路仿真等。
在进行本设计撰写时,我能够积极的查阅资料,和别人讨论,积极的采纳别人的意见。
对电路的工作原理、参数的基数过程,所用器件的选择都进行了深入的阐述。
由于时间和自身水平的限制,我所做的设计仿真还有很多的不足之处。
但通过这段时间以来的实践,我也掌握了很多的经验和教训。
通过这次的课程仿真,我了解到怎样把自己在书本上学习到的知识应用到实际的工作之中,也学到很多待人处事的道理,想这在我以后的工作和学习中将是我的宝贵财富。
参考文献:
1信号与控制综合教程熊蕊编著
2电力电子电机控制的建模与仿真洪乃刚编著
3MATLAB在电气工程中的应用李维波编著