电力电子降压式变换器实验报告

目录

1.实验内容 (3)

2.实验软件 (3)

3.实验电路图 (3)

4.实验步骤和仿真波形 (4)

5.实验结论 (11)

一、实验内容

设直流降压变换器的电源电压Us=100V。电阻负载R,要求输出电压Uo=30V，IGBT开关频率10KHz. 二极管提供续流通路。D=0.3。

◆R=10Ω储能电感L=1mH；

◆R=10Ω储能电感L=0.1mH；

◆R=1000Ω储能电感L=1mH;

分别给出开关管的电压、电流波形；续流二极管的电压电流波形；负载电阻两端的电压波形；滤波电感电流波形；观察输出直流电压值。

给出结论

二、实验软件

MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

VISIO即Microsoft Office Visio。是一款强大的绘图工具。

三、实验电路图

实验排版电路：

四、实验步骤及仿真波形

①直流电源模块设置。

②IGBT模块设置。

③Diode模块设置。

④脉冲信号发生器参数设置。

⑤傅里叶分析模块设置。

⑥模型仿真时间设置。

开始时间为0s,停止时间为0.001s。

⑦仿真波形如下：

当电阻R=10Ω，电容L=1mH时，输入脉冲、输出电压傅里叶变换波形、开关管两端电压、开关管两端电流波、续流二极管两端电压、续流二极管两端电流、负载电阻两端电压、滤波电感电流、输出直流电压值等分别如仿真图所示。

当电阻R=10Ω，电容L=0.1mH时，输入脉冲、输出电压傅里叶变换波形、开关管两端电压、开关管两端电流波、续流二极管两端电压、续流二极管两端电流、负载电阻两端电压、

滤波电感电流、输出直流电压值等分别如仿真图所示。

当电阻R=1000Ω，电容L=1mH时，输入脉冲、输出电压傅里叶变换波形、开关管两端电压、开关管两端电流波、续流二极管两端电压、续流二极管两端电流、负载电阻两端电压、滤波电感电流、输出直流电压值等分别如仿真图所示。

五、实验结论

当R=10Ω储能电感L=1mH 时，同时电感较大，电感储能足，所以滤波电感

电流d i 波形连续。在0=t 时，给IGBT 栅极施加门级脉冲信号，IGBT 导通。

E u d =，d i 从零开始增加，电感储能。在off t t =时，IGBT 关断，此时电

感L 经续流二极管续流，此时续流二极管导通，所以0=d

u ，电感释放能

量，d i 从最大值开始减小。在充电过程中，因为RC 较大，t 比较大，所以充电的电流波形近似为一条直线。

当R=10Ω储能电感L=0.1mH 时，此时电感较小，电感储能不足，所以出现

了电流即将断续的现象。图像上表示为放电阶段电流很快降低为零。在充电过程中，因为RC较小，t较小，使得充电电流波形开始时为一条直线，之后趋缓。由第二幅仿真图的第二个波形图可以看出，此时的负载电阻两端电压u稍大于30V。

的平均值DC

当R=1000Ω储能电感L=1mH 时，此时电流很小，载比较重，电流出现了很

明显的断续现象。由第三幅仿真图的最后一个波形图可以看出，此时的负载

u大于30V接近50V。压降主要在电阻上而非电感电阻两端电压的平均值DC

上，所以续流二极管反向击穿，产生电流。