直流斩波电路的分析与仿真研究

成都理工大学工程技术学院本科毕业论文直流斩波电路的分析与仿真研究作者姓名：李涛专业名称：电气工程及其自动化指导教师：许丽讲师成都理工大学工程技术学院本科毕业论文摘要直流斩波电路（DCChopper）功能是将直流电变为另一固定电压或调电压的直流电，也称为直接直流－直流变换器（DC/DCConverter）。直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础，因此本文对这两种电路作了着重介绍并利用Matlab/Simulink进行了仿真。在此基础上对其余几种电路作了简单介绍。利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。本文对以上两种形式的电路也进行了简单的介绍和仿真。关键词：直流斩波分析Matlab仿真成都理工大学工程技术学院本科毕业论文IIAbstractDCChopper(DCChopper)functionistochangeDCtoanotherfixedvoltageoradjustablevoltageDC,alsoknownasdirectDC-DCConverter(DC/DCConverter).ThekindsofDCchopperaremore,includingsixbasicchoppers:BuckChopper,BoostChopper,Boost-BuckChopper,CukChopper,SepicChopperandZetaChopper,amongthemtheformertwoarethemostbasiccircuits.Ontheonehand,theapplicationsofthetwocircuitsarethemostwidely,ontheotherhand,understandingthetwocircuitsisthefoundationofunderstandingtheothercircuits,sothisthesisintroducesemphaticallythetwocircuitsandsimulatesbyMatlab/simulink.Onthebasis,therestseveralcircuitsareintroduced.UsingdifferentbasicChoppercombinationcanformcompositeChopper,suchasCurrentReversibleChopper,BridgeTypeReversibleChopper,etc.UsingthesamestructuralbasicChoppercombinationcanformmultiphasemultipleChopper.Theabovetwokindsofcircuitsarealsointroducedandsimulated.Keywords:Dcchopper,analysis,Matlab,simulation成都理工大学工程技术学院本科毕业论文III目录摘要.............................................................................................................................IABSTRACT...................................................................................................................II目录...........................................................................................................................III前言.............................................................................................................................11直流斩波电路的理论分析.............................................................................31.1基本斩波电路...............................................................................................31.1.1降压斩波电路......................................................................................31.1.2升压斩波电路.......................................................................................81.1.3升降压斩波电路和cuk斩波电路..............................................121.1.4Sepic斩波电路和Zeta斩波电路..............................................151.2复合斩波电路和多相多重斩波电路.................................................161.2.1电流可逆斩波电路...........................................................................161.2.2桥式可逆斩波电路...........................................................................171.2.3多重多相斩波电路...........................................................................181.3本章小结......................................................................................................202直流斩波电路的MATLAB仿真....................................................................212.1MATLAB简介..............................................................................................212.2降压斩波电路的仿真.............................................................................242.3升压斩波电路的仿真研究.....................................................................262.4升降压斩波电路的仿真.........................................................................272.5CUK斩波电路的防真..............................................................................292.6三相三重斩波电路的仿真.....................................................................312.7本章小结......................................................................................................32总结...........................................................................................................................34致谢...........................................................................................................................35参考文献.................................................................................................................36成都理工大学工程技术学院本科毕业论文1前言电力电子学，又称功率电子学(PowerElectronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。电有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变换。交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。这是与整流相反的变换，也称为逆变。当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，称之为无源逆变。交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。其中：改变交流电压有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。70年代以后，出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件)，如：门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。成都理工大学工程技术学院本科毕业论文2控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展阶段。现在已有专为各种控制功能设计的专用集成电路，使变换器的控制电路大为简化。微处理器和微型计算机的引入，特别是它们的位数成倍增加，运算速度不断提高，功能不断完善，使控制技术发生了根本的变化，使控制不仅依赖硬件电路，而且可利用软件编程，既方便又灵活。各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现，并具有自诊断功能，并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。综上所述可以看出，微电子技术、电力电子器件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动力。优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能