基于MATLAB单管正激变换器的仿真与设计
单端反激变换器的建模及应用仿真
单端反激变换器的建模及应用仿真摘要：本课程设计的目的是对直—直变换电路中常用的带隔离的Flyback电路（反激电路）进行电路分析、建模并利用Matlab/Simulink软件进行仿真。
首先是理解分析电路原理，以元件初值为起点，用simulink软件画出电路的模型、并且对电路进行仿真，得出仿真波形。
在仿真过程中逐步修正参数值，使得仿真波形合乎要求，并进行电流连续、断续模式与电路带载特性的分析。
关键词：单端反激变换器Matlab/Simulink建模与仿真二、反激变换器的基本工作原理1.基本工作原理（1）当开关管导通时，变压器原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，输出二极管VD截止，变压器储存能量，负载由输出电容C提供能量，拓扑电路如下图。
图2-1开关管导通时原理图为防止负载电流较大时磁心饱和，反激变换器的变压器磁心要加气隙，降低了磁心的导磁率，这种变压器的设计是比较复杂的。
（2）当开关管截止时，变压器原边电感感应电压反向，此时输出二极管导通，变压器中的能量经由输出二极管向负载供电，同时对电容充电，补充刚刚损失的能量，原理图如下图。
图2-2开关管截止时原理图在开关管关断时，反激变换器的变压器储能向负载释放，磁心自然复位，因此反激变换器无需另加磁复位措施。
磁心自然复位的条件是：开关导通和关断时间期间，变压器一次绕组所承受电压的伏秒乘积相等。
2、DCM(discontinuouscurrentmode)&CCM(continuouscurrentmode)根据次级电流是否有降到零，反激可以分为DCM(副边电流断续模式）和CCM（副边电力连续模式）两种工作模式。
两种模式有其各自的特点。
下面两种工作模式时的波形。
图2-3反激变换器工作在CCM下的各个波形图2-4反激变换器工作在DCM下的各个波形两种工作模式有完全不同的工作特性和应用场合。
以下是这两种工作模式的优缺点比较。
Ug 为PWM脉冲信号、U T为开关管承受电压、I L1与I L2原副边电流、U L2副边电压。
应用Matlab仿真单相PWM整流器的一种简单方法
1引言在高功率因数PWM 整流器的设计中，通常需要对控制策略进行仿真。
常用的电力电子仿真工具中，Pspice，Saber 仿真时间长，产生大量的中间数据，占用资源多，会引起不收敛问题，适合于电路级仿真[1]。
而Matlab 以描述功率变换的状态方程为基础，有了状态方程，电路很容易用Matlab 中的Simulink 里的函数模块来表述，而且各种控制算法容易实现，而不必应用实际的元器件模型，减小了仿真运算的难度。
由于PWM 型功率变换器是一类强非线性（电子开关器件在一个周期中既工作在饱和区又工作在截止区）或断续（即按时间分段线性，在几个时间段内电路都是线性的，但拓扑结构不同）或时变（电子开关器件导通时的电阻很小，截止时的电阻很大）的电路[3]。
因此，变换器电路动态特性的解析分析方法较复杂，阻碍了这类变换器系统的动态分析与设计的顺利进行。
而把状态空间平均法应用于功率变换器的建模，是一种简单有效的研究方法。
当变流器运行于连续导电模式，并忽略其开关过程，即认为开关动作是瞬时完成的，这样，一个工作于连续导电模式下的PWM 变流器可以用两个线性非时变电路来表示。
它们与一个周期中的两种开关状态相对应，设其状态空间方程分别为1）在时间间隔DT （0≤t ≤t 0）：=A 1X2）在时间间隔（1－D ）T （t 0≤t ≤T ）：=A 2X式中T 为PWM 开关周期，D 是其占空比，X 为状态向量，A 1，A 2为系统矩阵，将上述两个开关模型综合为一个平均模型为=[DA 1＋(1－D )A 2]X2单相PWM 整流器的数学模型单相PWM 整流器主电路如图1所示。
忽略电感中的等效电阻，在仿真中用理想开关S 来代替实际器件,并把与开关器件并联的快恢复二极管的作用融入到理想开关中，当其中之一导通时，即认为该理想开关导通。
用以下方式来定义开关函数：S m =1（S m ′=0）上桥臂理想开关导通，下桥臂理想开关关断S m =0（S m ′=1）上桥臂理想开关关断，下桥臂理想开关导通。
基于MATLAB的反激变换器分析与设计毕业设计样本
（2）反激变换器断续工作模式
当占空比D=8%时，电路处在断续模式状态如图5所示。
图5断续模式时变压器副边绕组电流，负载电压、电流波形
从图4和图5可以看出：在负载电阻阻值R为2Ω，反激变换器变压器参数Rm值为50、Lm值为2保持不变时候，把占空比改小，反激电路由电流持续模式转变为电流断续模式。
2.3设计流程
一方面，要在Simulink/SimPowerSystems平台上搭建一种符合规定开环Flyback电路。然后进行参数调试，直到设立参数符合设计规定为止。
最后，在Simulink/SimPowerSystems平台上，搭建一种闭环控制电气模型。将输出电压进行采样后，然后与基准电压+5V进行比较，得到误差信号。把误差信号通过电压补偿，与锯齿波波进行PWM调制，得到一组满足条件具备控制能力方波，对开关管进行控制。
2.2设计平台
本次设计是基于MATLAB平台仿真设计，MATLAB是由美国Mathworks公司开发大型软件。在MATLAB软件中，涉及了两大某些：数学计算和工程仿真。其数学计算某些提供了强大矩形解决和绘图功能。在工程仿真方面，MATLAB软件应用几乎遍及了各个工程领域，并且还在不断加以完善[5]。
[核心词]：反激电路；MATLAB；仿真分析
The Analysis and Design of Flyback Convertor based on MATLAB
Automatic xxx
Abstract：Flyback converter (Flyback Converter) is derived from the Buck-Boost converter，Flyback circuit (flyback circuit) as the main object，in the flyback circuit，output transformer T in addition to realize the electrical isolation and voltage matching，and the stored energy function，the former is the attribute of the transformer，the latter is the inductance attribute，so it is called inductance of transformer. In order to meet the various requirements of electricity in recent years，emerge as the times require switching powersupply technology. The flyback converter for electrical modeling of open loop simulation using MATLAB software，analysis of change of the output voltage waveform，verify the performance index is up；then established simulation circuit to realize closed loop control of PID compensation parameters on flyback switching power supply automatic tuning，and achieved the expected design requirements.
基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真毕业设计
毕业论文(设计)说明书课题名称：基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真学生姓名：学号：学院：机械电气工程学院专业、年级：电气工程及其自动化指导教师：职称：毕业论文(设计)起止时间： 2011.03-2011.06目录毕业论文\设计说明书 (4)第1章前言 (6)1.1MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义 (6)1.2本课题的研究内容 (6)1.3本课题的研究意义 (6)第2章 MATLAB/SIMULIK基础知识 (8)2.1MATLAB介绍 (8)2.1.1 MA TLAB的主要组成部分 (8)2.1.2 MA TLAB的系统开发环境 (9)2.2SIMULINK仿真基础 (10)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (10)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (11)2.2.4 SIMULINK简单模型的建立 (11)2.2.5 SIMULINK功能模块的处理 (12)2.2.6 SIMULINK线的处理 (13)2.2.7 SIMULINK仿真的运行 (13)第3章单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (17)3.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (17)3.1.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理 (17)3.1.2.单相桥式全控整流及有源逆变电路的仿真模型 (18)3.2仿真模型使用模块的参数设置 (19)3.3模型仿真及仿真结果 (20)第4章三相半波整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (22)4.1三相半波整流及有源逆变电路(阻感性负载)的原理和仿真模型。
(22)4.1.1.三相半波整流及有源逆变电路的原理 (22)4.1.2三相半波整流及有源逆变电路的仿真模型 (23)4.2仿真模型使用模块的参数设置 (23)4.3模型仿真及仿真结果 (25)第5章三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (26)5.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (26)5.1.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理 (26)5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 (27)5.2仿真模型使用模块的参数设置 (28)5.3模型仿真及仿真结果 (29)第6章正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真 (30)6.1正弦波脉宽调制逆变器的原理和仿真模型 (30)6.1.1正弦波脉宽调制逆变器的原理 (30)6.1.2正弦波脉宽调制逆变器的仿真模型 (36)6.2仿真模型使用模块的参数设置 (37)6.3模型仿真及仿真结果 (39)第7章滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真 (42)7.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理和仿真模型 (42)7.1.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理 (42)7.1.2滞环控制三相电流跟踪型逆变器的仿真模型 (44)7.2仿真模型使用模块的参数设置 (44)7.3模型仿真及仿真结果 (46)第8章结论 (49)致谢 (50)主要参考文献 (51)毕业论文\设计说明书中文摘要直流-交流(DC-AC)变换电路，又称为逆变器(inverter),能够将直流电能转换为交流电能。
正激变换器及其控制电路的设计及仿真设计
正激变换器及其控制电路的设计及仿真设计要求：1、输入电压：100V（±20％）；2、输出电压：12V；3、输出电流：1A；4、电压纹波：＜70mV（峰峰值）；5、效率：η＞78％；6、负载调整率：1％；7、满载到半载,十分之一载到半载纹波＜200mV。
第一章绪论1.课题研究意义：对于大部分DC/DC变换器电路结构，其共同特点是输入和输出之间存在直接电连接，然而许多应用场合要求输入、输出之间实现电隔离，这时就可以在基本DC/DC 变换电路中加入变压器，从而得到输入输出之间电隔离的DC/DC 变换器。
而正激变化器就实现了这种功能。
2.课题研究容：1、本文首先介绍了正激变换器电路中变比、最大占空比和最小占空比、电容、电感参数的计算方法，并进行了计算。
2、正激变换器的控制方式主要通过闭环实现。
其中闭环方式又分为PID 控制和fuzzy 控制。
本文分别针对开环、PID 控制，fuzzy 控制建立正激变换器的Matlab 仿真模型，并进行仿真分析了，最后对得出的结果进行比较。
第二章：正激电路的参数计算本章首先给出正激变换器的等值电路图，然后列出了正激变换器的四个主要参数的计算方法，并进行了计算。
1、正激变换器的等值电路图图1 正激变换器等值电路图2、参数计算 （1）变比n根据设计要求，取占空比D=0.4，根据输入电压和输出电压之间的关系得到变比：n=D U U out in ⨯=4.012100⨯=3.3 （2） 最大、最小占空比最大占空比D max 定义为D max =()nU U U in dout 1min ⨯+， 式中U in(min) =100-20=80V ，U out =12V ，n=3.3，，U d 为整流二极管压降， 所以D max =0.495。
最小占空比D min 定义为D min =()nU U U in dout 1max ⨯+， 式中U in(max) =120V ， 所以D min =0.333。
(完整word版)单端反激变换器的建模及应用仿真
单端反激变换器的建模及应用仿真摘要：介绍一种单端反激式高压DC/DC变换器,叙述其工作原理,工作模式，波形的输出。
并对两种工作模式进行了分析。
通过对单端反激变换器的Matlab/Simulink建模与仿真，研究电路的输出特性，以及一些参数的选择设置方法。
关键词：单端反激变换器Matlab/Simulink 建模与仿真1.反激变换器概述换电路由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离，升/降压范围广，多路输出负载自动均衡等优点，而广泛用于多路输出机内电源中。
在反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，由于变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和要加入气隙，漏感较大。
当功率管关断时，会产生很高的关断电压尖峰，导致开关管的电压应力大，有可能损坏功率管；导通时，电感电流变化率大。
因此在很多情况下，必须在功率管两端加吸收电路。
反击变换器的特点：1、电路简单，能高效提供多路直流输出，因此适合多组输出要求。
反激变换器是输出与输入隔离的最简单的变换器。
输出滤波仅需要一个滤波电容，不需要体积、重量较大的电感，较低的成本。
尤其在高压输出时，避免高压电感和高压续流二极管。
功率晶体管零电流开通，开通损耗小。
而二极管零电流关断，可以不考虑反向恢复问题2、输入电压在很大的范围内波动时，仍可有较稳定的输出，无需切换而达到稳定输出的要求。
3、转换效率高，损失小。
4、变压器匝数比值较小。
5.小功率多组输出特别有效;6.变压器工作原理与其他类型的隔离变换器不同，隔离变压器还起到了存储能量的作用;7.变压器铁芯必须加气隙,以防磁饱和；2.反击变换器的工作原理反激变换器的原理图如图2-1 所示。
图2-1 反激变换器的原理图反激变换器工作原理是：主开关管导通时，二次侧二极管关断，变压器储能；主开关管关断时，二次侧二极管导通，变压器储能向负载释放。
它和正激变换器不同，正激变换器的变压器励磁电感储能一般很小，各绕组瞬时功率的代数和为零，变压器只起隔离、变压作用。
基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真设计
目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4．设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。
在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。
与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点。
以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例，介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法，以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果，二者完全吻合，论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能。
关键词：交流；调压；晶闸管；闭环控制；仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具，作为强大的科学计算平台，它几乎可以满足所有的计算要求。
基于Matlab的PFCBoost变换器仿真研究和实验验证_任海鹏
流双闭环控制。电压环通过改变电流指令信号 iref 的平均峰值来调整输出电压。电流指令信号 iref 由电 压控制器的输出 vvf 和整流后的电压 vin 相乘并除以 vin 通过滤波器后的电压 vff 得到，这样得到的电流指 令信号 iref 具有与 vin 相同的波形，并且幅值由电压 控制器输出 vvf 控制。为了保持电压环的增益基本恒 定，电压控制器的输出在与 vin 相乘之前先除以 vin 的滤波值 vff 的平方。具有这种电路结构和控制方式 的变换器叫作平均电流控制型功率因数校正 Boost 变换器。
本文研究了基于 Matlab 的平均电流控制型的 PFC Boost 变换器的仿真模型。首先分析了基于 UC3854 平均电流控制型的 PFC Boost 变换器的工 作原理，利用两种方法建立了变换器主电路的仿真 模型。其一，是基于 Power System 工具箱中的器件 模型；其二，是基于 C-MEX 文件的 S 函数模型。 在 Simulink 中实现了控制电路的数学模型。两种主 电路模型的对比仿真表明，基于 C-MEX 文件的 S 函数在仿真速度上具有十分明显的优势。
下面将针率因数校正 Boost
变换器进行仿真研究。
3 基于 Matlab 的 PFC Boost 变换器仿真 研究
这 部 分 中 分 别 采 用 Power System 工 具 箱 和 C-MEX 文件 S 函数建立了变换器的主电路模型，并 在 Simulink 中建立了控制电路模型，对平均电流控 制型功率因数校正 Boost 变换器进行了仿真研究。 仿真参数如表 1 所示。
摘要 介绍了平均电流控制型 PFC Boost 变换器的结构，分析了其工作原理。分别采用 Power System 工具箱和考虑电感电流断续工作状态的 C-MEX 文件 S 函数建立了主电路模型，对平均电 流控制型 PFC Boost 变换器进行了仿真。仿真结果表明，与 Power System 工具箱模型相比，基于 C-MEX 文件的 S 函数仿真模型能够准确仿真电流断续工作状态，仿真速度快。设计了电路样机进 行了实验研究，仿真结果与实验结果一致，证明了该方法的正确性。利用该方法可以高效地仿真 研究系统结构和参数变化时性能变化情况，得到的平均电流控制型 PFC Boost 变换器的混沌分岔 图，为更好地理解和设计这种变换器提供了有利的工具。
基于MATLAB的Buck_Boost直流变换器仿真
基于MAT LAB 的Buck /Boost 直流变换器仿真韩学民3(安徽理工大学电气工程系,安徽 淮南 232001)[摘 要] 对Buck 和Boost 直流变换器电路进行介绍,并且应用Matlab 分别进行建模、仿真。
在仿真过程中,改变触发脉冲的占空比,从而改变变换器的输出电压、电流,与理论分析结果进行比较。
[关键词] Buck 变换器;Boost 变换器;占空比;Matlab;仿真[中图分类号] T M401.1 [文献标识码] A [文章编号] 1672-9706(2006)03-0023-06The S i m ul a ti on of Buck /Boost DC -DC Converter Ba sed on M ATLABHAN Xue -m in(The Electric Engineering Depart m ent,Anhui University of Science &Technol ogy,Huainan 232001,China )[Abstract] The paper intr oduces Buck converter &Boost converter,and si m ulates with Matlab .Changingout put voltage ¤t,thr ough alter duty rati o of pulse,si m ulati on results are verified andcorres pond t o theory by comparing wave si m ulati ons .[Key words] buck converter;boost converter;duty rati o;Matlab;si m ulati on1 引言直流变换技术(亦称直流斩波技术),作为电力电子技术领域中非常活跃的一个分支,在近几十年里,得到了长足的发展。
单端正励变换器的建模及应用仿真
单端正励变换器的建模及应用仿真按照输入与输出间是否有电气隔离，可分为非隔离DC/DC变换电路和带隔离变压器的隔离DC/DC变换电路。
根据电路中主功率开关器件的个数，分可为单管、双管和四管三类。
单管隔离：正激(Forward)和反激(Flyback)；双管隔离：推挽（Push-Pull）和半桥(Half-Bridge)；四管隔离：全桥（Full-Bridge）。
根据变压器的磁芯磁复位方法的不同，正激电路包含多种不同的拓扑结构。
在电路输入端接复位绕组是最基本的磁芯磁复位方法。
单端正励变换器的电路，如图1所示。
开关S采用PWM控制方式、VD1是输出整流二极管、VD2是续流二极管、L和C是输出滤波电感和滤波电容。
隔离变压器有三个绕组，原边绕组W1，匝数N1；副边绕组W2，匝数N2；复位绕组W3，匝数N3。
绕组中标有“•”的一端为同名端。
VD3是复位绕组W3的串连二极管。
图1单端正励变换器原理图图2开关S导通图3开关S 关断单端正励变换器工作原理分析正激电路在一个开关周期内经历开关导通、关断2个开关状态，如图2和图3所示。
对应于一个开关周期T 的两个时段：t 0~t 1和t 1~t 2。
① t 0~t 1时段在t =t 0时刻，开关S 受激励导通，变压器励磁，绕组W 1的电压u W1为上正下负，副边绕组W 2的电压也是上正下负，输出整流二极管VD 1导通，续流二极管VD 2截止，输出滤波电感L 电流i L 逐渐增长。
11W in d u N U dt Φ==(1) 22W d u N dt Φ= (2) 由（1）和（2）可得：221W in N u U N = (3)在这一时段，加在滤波电感L 上的电压为u W2-U o ，于是有221iL W o in o t d N u U L U U d N -==- (4)当t =t 1,Δt 1=t 1-t 0=t ∞时，i L 从最小值I Lmin ,i L 的增加量221in o W o L on N N U U u U i t DT L L +--∆== (5)式中，D=t on /T ,称为占空比；t on 为开关S 的导通时间。
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基于MATLAB单管正激变换器的仿真与设计
王金雪;梁二文;刘政宇;徐博;郭鸿涛
【期刊名称】《电动工具》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】单管正激变换器属于隔离型开关电源,其主要利用电磁感应原理实现能量传递,而不是通过回路传递电流。
正激变换器一次绕组和二次绕组极性相同,一次侧工作时二次侧也工作,负载通过续流二极管蓄流时二次侧无电流,为避免一次侧电流过大使磁通饱和,需要加入磁复位绕组。
开关管Q按照PWM方式工作,驱动芯片选择UC3844,是性能较好的电流型控制芯片,16 V启动,可在电路中加入稳压电源芯片或辅助供电电路。
TL431和光电耦合器PC817对输出进行采样送入UC3844,由UC3844调节占空比实现稳压输出,同时在反馈端实现隔离。
设计了输入为40~48 V,输出为5 V/5 A的正激电路,设计内容包括主电路、控制电路等的器件选型和参数计算,在MATLAB中仿真运行,验证了设计的合理性。
【总页数】5页(P6-10)
【作者】王金雪;梁二文;刘政宇;徐博;郭鸿涛
【作者单位】黑龙江科技大学;哈尔滨理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP334.1
【相关文献】
1.有源箝位正激式单级功率因数校正变换器的仿真实现
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3.单输出有源钳位正激DC-DC变换器设计
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5.一种新型的通用单/双正激型直流变换器电路仿真平均模型
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