直流升压变换器的MATLAB仿真.docx

学号

天津城建大学

控制系统仿真
大作业

直流升压变换器的MATLAB仿真

学生姓名班级成绩

控制与机械工程学院
2014年6月20日
目录
TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l"_Toc391033237"一、绪论 PAGEREF_Toc391033237\h1
HYPERLINK\l"_Toc391033238"二、仿真电路原理图及原理 PAGEREF_Toc391033238\h1
HYPERLINK\l"_Toc391033239"三、所使用的Matlab工具箱与模块库 PAGEREF_Toc391033239\h2
HYPERLINK\l"_Toc391033240"四、模块参数设定 PAGEREF_Toc391033240\h2
HYPERLINK\l"_Toc391033241"五、模块封装与仿真框图搭建 PAGEREF_Toc391033241\h2
HYPERLINK\l"_Toc391033242"六、仿真结果 PAGEREF_Toc391033242\h6
HYPERLINK\l"_Toc391033243"七、结论 PAGEREF_Toc391033243\h6
HYPERLINK\l"_Toc391033244"八、参考文献 PAGEREF_Toc391033244\h7

一、绪论
在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，成为直流-直流变换。直流变换的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其它领域的交直流电源。
根据电力电子技术原理，升压式（Boost）斩波器的输出电压高于输入电源电压，控制开关与负载并联连接，与负载并联的滤波电容必须足够大，以保证输出电压恒定，储能电感也要很大，以保证向负载提供足够的能量。
若升压式斩波器的开关导通时间，关断时间，开关工作周期。定义占空比或导通比，定义升压比。根据电力电子技术的原理，理论上电感储能与释放能量相等，有，升压比的倒数。还有，。由此可见，当一定时，改变就可以调节。当时，调就是调，或调也是调，也就改变了，这就是升压式斩波器的升压工作原理。
二、仿真电路原理图及原理
原理图如图1所示：假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压为恒值，记为。设V通的时间为，此阶段L上积蓄的能量为。

图1
V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为，则此期间电感L释放能量为，稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量能量相等。化简得，，，输出电压高于电源电压，故称为升压斩波电路。也称为boostchooper变换器。
为升压比，调节其即可改变。将升压比的倒数记为，即，和导通占空比，有如下关系：，因此。升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因是：L储能之后具有使电压升高的作用与电容C可将输出电压保持住。
三、所使用的Matlab工具箱与模块库
本次设计利用Simulink仿真，所使用的Matlab工具箱与模块库主要有：直流电源Dc、场效应管MOSFET、脉冲发生器（PulseGenerator）、电流测量（currentMeasurement）、电感（seriesRLCBranch）、阻抗负载（ParallelRLCBranch）、二极管Diode、电压测量（VoltageMeasurement）、示波器scope以及powergui模块等。
四、模块参数设定
直流电压源，MOSFET与Diode、电压测量、电流测量等均采用默认设置。
（2）电感设置为1e-4，阻抗负载设置为：R=5;C=1e-4。
（3）脉冲发生器的参数设置至关重要：
“Pulsetype”脉冲类型，设置为Timebased（时间基准）；
“Time（t）”时间，设置为Usesimulationtime（用仿真时间）；
“Amplitude”脉冲幅值，设置为1.1；
“Period（secs）”周期（s），设置为0.2e-3，对应着MOSFET的开关频率为5kHz；
“PulseWidth（%ofPeriod）”脉冲宽度（周期的百分数），根据MOSFET的开关特性，设置为50；
“Phasedelay（secs）”相位延迟（s），设置为0.001e-3。
五、模块封装与仿真框图搭建
利用Simulink软件对升压式直流斩波电路（Boost）进行仿真，如图2所示：

图2
仿真参数，算法（solver）ode23tb，相对误差（relativetolerance）为1e-3，开始时间为0，结束时间为0.003，如图3所示：