直流斩波电路的MATLAB仿真实验
Matlab_Simulink在直流斩波电路仿真中的应用
图 １ 由 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 组成的 Ｂ ｕ ｃ ｋ 直流变换器仿真模型
图 ３ 由 ＩＧＢＴ 组成的 Ｂｏｏｓｔ－Ｂｕｃｋ 直流变换器仿真模型
１ ０ ０ Ｖ ， 满足 论分析吻合。
， 与升降压斩波理
２ 结语 通过以上的仿真过程分析， 可以得到
下列结论。 本文利用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 对降压斩波电路和
升降压斩波的仿真结果进行了详细分析， 与采用常规电路分析方法所得到的输出电 压波形进行比较， 进一步验证了仿真结果 的正确性。
采用 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 对直流斩波电路 进行仿真分析， 避免了常规分析方法中繁 琐的绘图和计算过程， 得到了一种较为直 观、快捷分析斩波电路的新方法。
动力与电气工程
科技资讯 ２００８ ＮＯ．２０
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 在直流斩波电路仿真中的应用
程显 李小敏 （ 平顶山工学院电气与电子工程系 河南平顶山 ４ ６ ７ ０ ０ １ ）
摘 要：本文用 Ｍａｔｌａｂ 的可视化仿真工具 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 建立了 Ｂｕｃｋ 电路的仿真模型，在此基础上对 Ｂｕｃｋ 电路及 Ｂｏｏｓｔ－Ｂｕｃｋ 电路进行了较详 细的仿真分析。结果表明，仿真波形与常规分析方法得到的结果具有一致性，证实了 Ｍａｔｌａｂ 软件在电力电子技术教学和研究中具有较好 的应用价值。 关键词：直流斩波电路 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真 中图分类号：ＴＰ３９１．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２００８）０７（ｂ）－０１０５－０１
直流斩波电路建模仿真
项目一 降压式直流斩波电路建模仿真实训一、 降压式直流斩波电路（buck ）（1）原理图用IGBT 作为电路的控制开关，用上一个二极管起续流作用，在加上L-C 低通滤波电路组成Buck 电路 。
如图1-1。
+-U0E图1-1（2）建立仿真模型根据原理图用matalb 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2仿真参数，算法（solver ）ode15s ，相对误差（relativetolerance ）1e-3，开始时间0结束时间0.05s ，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅1V，周期0.002，初始占空比为10% 如图1-4图1-4电源参数，电压100v 如图1-5所示。
图1-5 IGBT参数，如图1-6所示。
图1-6电感参数设为0.1H，如图1-7所示图1-7电感参数设为0.1H，如图1-8所示图1-8（3）仿真参数设置设置触发脉冲的占空比分别为30%、50%、60%、90%。
与其产生的相应波形分别如图1-9、图1-10、图1-11、图1-12。
在波形图中第一列波形为流过二级管的电流波形，第二列波形为流过IBGT的电流波形，第三列波形为IGBT的电压波形，第四列波形为负载电流波形，第五列波形为负载的电压波形。
图1-9图1-10图1-11图1-12（4）小结当输入电压E不变时，输出电压随占空比D的线性变化而线性变化，而与电路其他参数无关。
输出电压U0=DE，即占空比越大，输出电压越大，最大等于E。
项目二升压式直流斩波电路建模仿真实训二、 升压式直流斩波电路（boost ）（1）原理图升压式直流斩波电路与降压式直流斩波电路最大的不同，控制开关IGBT 与负载R 呈并联形式连接。
如图2-1。
-U0E图2-1（2）建立仿真模型根据原理图用matalb 软件画出正确的仿真电路图，如图2-2。
图2-2仿真参数，算法（solver ）ode15s ，相对误差（relativetolerance ）1e-3，开始时间0结束时间0.05s ，如图2-3。
电力电子技术实验报告--直流斩波电路的仿真
实验报告（理工类）
通过本实验，加深对直流斩波电路工作原理的理解，并学习采用仿真软件来研究电力电子技术及相关控制方法。
二、实验原理
V L/R
¥GVD u 。
图2.1直流降压电路原理图
直流降压变流器用于降低直流电源的电压，使负载侧电压低于电源电压，其原理电路如图2.1所示。
U 。
=
&E=『E=aE （2-1） 4>n+^off /
式（2-1）中，T 为V 开关周期，%为导通时间，为占空比。
在本实验中，采用保持开关周期T 不变，调节开关导通时间&I 的脉冲宽度调制方式来实验对输出电压的控制。
仿真的模型线路如下图所示。
开课学院及实验室:
实验时间：年月日 一、实验目的
图2.2降压斩波电路仿真模型
在模型中采用了IGBT,IGBT的驱动信号由脉冲发生器产生，设定脉冲发生器的脉冲周期和脉冲宽度可以调节脉冲占空比。
模型中连接多个示波器，用于观察线路中各部分电压和电流波形，并通过傅立叶分析来检测输出电压的直流分量和谐波。
三、实验设备、仪器及材料
PC机一台、MATLAB软件
四、实验步骤（按照实际操作过程）
1.打开MATLAB,点击上方的SimUlink图标,进入SimUIinkLibraryBroWSer模式O
2.新建model文件，从SimulinkLibraryBrowser选择元器件，分别从sinks和SimPowerSystems 中选择，powergui单元直接搜索选取
3.根据电路电路模型正确连线
五、实验过程记录（数据、图表、计算等）
六、实验结果分析及问题讨论。
斩波电路Matlab仿真电力电子技术课程设计之欧阳家百创编
河北科技大学欧阳家百（2021.03.07）课程设计计算说明书课程名称：电力电子技术课程设计设计题目：斩波电路的Matlab仿真研究专业班级：电气工程及其自动化 XXX班学生姓名：XXX（XXXXXXXX）指导老师：电力电子课程设计指导小组XXXX年XX月XX日说明1．课程设计结束之前，每个学生都必须认真撰写《课程设计计算说明书》。
课程设计计算说明书要求内容完整，条理清晰，书面清洁，字迹工整。
2．说明书一般包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述、结论等几方面，或按照课程设计指导书及指导教师的具体要求进行撰写。
3．课程设计图纸要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，线型及标注符合国家或行业相关标准。
4．学生应独立完成各自设计计算说明书的写作，即使同组学生在设计过程中经过讨论得到的共同设计结果也应独立表述。
5．课程设计说明书按照封面、成绩评定表、目录、正文的次序装订成册。
6．课程设计应按设计期间的工作态度和课程设计任务的完成情况，设计说明书的水平、相关知识能力的掌握情况等项目分别评定成绩。
7．各项目内容及所占比例由课程设计指导教师自行确定，并以百分制形式填入“学生成绩评定表”。
总成绩采用五级分制。
8．本页采用“设计说明书”专用纸打印。
9．课程设计结束后将计算说明书交学院教学办公室保存。
学生成绩评定表目录一、设计的目的二、设计的任务三、仿真研究的内容与步骤降压斩波电路的仿真研究。
升压斩波电路的仿真研究。
升降压斩波电路的仿真研究。
（电路结构；工作原理；基本数量关系；搭建仿真模型；取不同控制角时的波形图；结论）四、总结五、参考文献一、课程设计的教学目的及要求本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一。
本课程设计的任务是利用所学《电力电子技术》专业知识，以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成对所学电力电子器件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以及逆变电路的建模与仿真。
直流斩波电路的MATLAB仿真实验
直流斩波电路的MATLAB仿真实验降压式直流斩波电路
一、实验内容
降压斩波原理：
式中
为V处于通态的时间；
为V处于断态的时间；T为开关周期；
为导通占空比，简称占空比火导通比。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式：（1）保持开关周期T不变，调节开关导通时间
不变，称为PWM。
（2）保持开关导通时间
不变，改变开关周期T，称为频率调制或调频型。
（3）
和T都可调，使占空比改变，称为混合型。
图1 降压斩波电路原理图
2
二、实验原理
(1)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
(2)t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L 值较大
三、实验过程
1、仿真电路图
图2 降压斩波的MATLAB电路的模型2、仿真模型使用模板的参数设置IGBT参数的设置如图
图3
Diode参数的设置如图
图4
脉冲信号发生器Pulse Generator的设置如图
图3
示波器的设置如图
直流电源
为200V,电感L为2mH，电容
为10μs，电阻
为5Ω
四、仿真结果
图3
=0.2时的仿真结果
图4
=0.4时的仿真结果
图5
=0.6时的仿真结果
仿真结果分析
由公式
可得：
当
时，
=44
=0.4时，
=88。
=0.6时，
=132。
斩波电路Matlab仿真电力电子技术课程设计之欧阳音创编
河北科技大学课程设计计算说明书课程名称：电力电子技术课程设计设计题目：斩波电路的Matlab仿真研究专业班级：电气工程及其自动化 XXX班学生姓名：XXX（XXXXXXXX）指导老师：电力电子课程设计指导小组XXXX年XX月XX日说明1．课程设计结束之前，每个学生都必须认真撰写《课程设计计算说明书》。
课程设计计算说明书要求内容完整，条理清晰，书面清洁，字迹工整。
2．说明书一般包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述、结论等几方面，或按照课程设计指导书及指导教师的具体要求进行撰写。
3．课程设计图纸要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，线型及标注符合国家或行业相关标准。
4．学生应独立完成各自设计计算说明书的写作，即使同组学生在设计过程中经过讨论得到的共同设计结果也应独立表述。
5．课程设计说明书按照封面、成绩评定表、目录、正文的次序装订成册。
6．课程设计应按设计期间的工作态度和课程设计任务的完成情况，设计说明书的水平、相关知识能力的掌握情况等项目分别评定成绩。
7．各项目内容及所占比例由课程设计指导教师自行确定，并以百分制形式填入“学生成绩评定表”。
总成绩采用五级分制。
8．本页采用“设计说明书”专用纸打印。
9．课程设计结束后将计算说明书交学院教学办公室保存。
学生成绩评定表目录一、设计的目的二、设计的任务三、仿真研究的内容与步骤降压斩波电路的仿真研究。
升压斩波电路的仿真研究。
升降压斩波电路的仿真研究。
（电路结构；工作原理；基本数量关系；搭建仿真模型；取不同控制角时的波形图；结论）四、总结五、参考文献一、课程设计的教学目的及要求本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一。
本课程设计的任务是利用所学《电力电子技术》专业知识，以MATLAB/SIMULINK 仿真软件为基础，完成对所学电力电子器件、整流电路、斩波电路、交流调压电路以及逆变电路的建模与仿真。
其目的是培养学生综合运用所学知识，分析、解决工程实际问题的能力；巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。
2021年电力电子MATLAB仿真实验报告直流斩波单相交流调压实验
电力电子MATLAB仿真试验汇报
专业: 电气工程及其自动化
班级: 电气110X班
姓名: XXXXXXXX
学号: 0XXXX
兰州交通大学自动化与电气工程学院
年 6月 2日
一直流斩波试验
（1）直流降压斩波
1 直流降压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=220V
Em=100V
2 直流降压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 60%
（2）直流升压斩波
1 直流升压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=200V
2 直流升压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 80%
二单相交流调压试验
1单相交流调压电阻负载电路原理图:
图1
2 单相交流调压电阻负载波形以下:
图2 触发角为120度3单相交流调压阻感负载电路原理图:
图3
4 单相交流调压阻感负载波形以下:
图4 触发角为120度。
使用Matlab仿真斩波器-直流电动机驱动系统
2.1 用simpowersystems 模块模拟直流电动机驱动
系统
利用 “ 手动切换” 模块， 选择不同的 可以 速度
(1一 ar + e一一 (， e一 r e一一 a)r
1 一e 一 r
△ 1=生
a R
这里 a 是(斩波器) 工作周期，r 是斩波器周期
与直流电机 电气时间常数之 比:
给定值， 也可以选择使用不同的电机轴端负载转矩， 这便于在使用恒定值或者阶跃函数之间进行选择。 我们先把速度给定值设定为 120 /5 的恒定值，负载 r 转矩也维持 SN m 不变。
这 f 是 磁绕组 电 的 感。 流电 里La 励 一 枢间 互 直 机
产生的转矩正比于电枢电流 几 :
m T =价 a
这里K 是电机转矩常 。 T 直流电机转矩常 等
58} 气 嗽20 第 嚷 建 o7年 7期
研 究 与开 发
于电压常数:
犬 凡 忏
晶闸管 Th 由脉宽调制( w M) 信号触发，以 l P
厂 生
T |
土 一 .
图4
决 份 | 告
斩波器供电的直流电机驱动系统模型
V f ZJ {〕 V
2。 第 气 术5 。 7期电 披 19 7年
研 究 与开 发
用“ 直流电机” 模块所模拟的直流电机包括两个 独立的部分: 电气部分和机械部分。 点击直流电机模
GTO 晶闸管所需的触发信号由滞后电流控制
器产生，后者保持电机电流与参考量的差在+h=2
研 究 与开发
使用 Ma l b 仿真斩波器一 t a 直流
电动机 驱 动系统
李英锋
( 河南神马尼龙化工有限责任公司，河南 平顶山 4 70 3 ) 6 1
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直流斩波电路的MATLAB 仿真实验
降压式直流斩波电路
一、实验内容
降压斩波原理：
R
E U I E
E T
t
t t E t U M
on off on on -=
==+=000α
式中on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通占空比，简称占空比火导通比。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式： （1）保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t 不变，称为PWM 。
（2）保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T ，称为频率调制或调频型。
（3）on t 和T 都可调，使占空比改变，称为混合型。
i E M
图1 降压斩波电路原理图
2
二、实验原理
(1)t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o=E，负载电流i o按指数曲线上升
(2)t=t1时刻控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
为了使负载电流连续且脉动小通常使串接的电感L值较大
三、实验过程
1、仿真电路图
图2 降压斩波的MATLAB电路的模型
2、仿真模型使用模板的参数设置
IGBT参数的设置如图
图3 Diode参数的设置如图
图4
脉冲信号发生器Pulse Generator的设置如图
图3
示波器的设置如图
直流电源E为200V,电感L为2mH，电容C为10μs，电阻R为5Ω
四、仿真结果
图3
α
=0.2时的仿真结果
图4
α
=0.4时的仿真结果
图5
α
=0.6时的仿真结果
仿真结果分析 由公式E E T
t
E t t t Uo on off on on α==+=
可得：
当2.0=α时，O U =44V
α=0.4时，O U =88V 。
α=0.6时，O U =132V 。