MatlabBuck电路的仿真

MATLAB 仿真报告2

题目：Buck 电路的仿真

一降压变换器，输入电压为600V，输出电压450V，电感值2mH、电容值

1mF，负载电阻3 ，开关频率为2kHz。

用SimPowerSystems 中的模块建立仿真电路。开关管选IGBT 模块。

(1) 计算开关器件的占空比。

D 450

=75%

600

(2)对电路进行仿真。

（a）记录电容电压波形，计算稳态电压值，计算启动时的超调量；

解：电容电压波形如下图所示，稳态电压值如上图V=29.74v。启动时的超调量如下图所示，Matlab给出启动时超调量为46.905%

b)记录电感电流波形，计算稳态电流平均值，记录启动时的电流瞬时峰值；由图1可以得出，稳态电流平均值为I=6.441A，启动时电流瞬时峰值为

26.95A.

c)测量纹波电压和纹波电流；

纹波电压波形如图1，纹波电流波形如图2。

图1中电压最大值Umax = 30.162V；电压最小值为Umin = 29.720V.

图2中电流最大值Imax = 13.568A；电流最小值Imin = 6.479A.

d)用理论分析上述结果。

在开关管打开的时候，电压加在电感两端给电感充电，在开关管闭合的时候，电感两端放电，被电容吸收，无功功率在电路中传输，造成了V ripple以及I ripple，导致纹波的产生。

(3) 将电感值修改为0.5mH。比较开关管分别选择为IGBT 和IGBT/Diode 时，

波形有什么差别，并解释原因。

电感减少以后，将IGBT换成IGBT/Diode，电路的波形由原来的CCM工作在了DCM，电路超调量减小，稳定性上升，原因是IGBT/Diode在CE点之间接入一个二极管，似的电路的电流电压被钳制在一个稳定值，电路启动时，不会拥有过大的超调量，电路的稳定性上升。

(4) 以(2)中的仿真为基础，不改变主电路的拓扑和参数，试通过控制手段，降

低电路启动时电压电流的超调量。

在电路中加入一个串联校正控制器，电路的超调量有着明显的下降。