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仿真实验1 降压斩波电路

2021-12-06 来源:好走旅游网


仿真实验1 直流降压斩波电路

1. 实验目的

完成如下降压斩波电路的计算,然后通过仿真实验检验设计结果,并在此基础上,研究降压斩波电路的工作特点。

设计题图1.1所示的Buck变换器。电源电压Vs=220V,额定负载电流11A,最小负载电流1.1A,开关频率20KHz。要求输出电压Vo=110V; 要求最小负载时电感电流不断流,且输出电压纹波小于1%。计算输出滤波电感L和电容C的最小取值。(与第3章习题(1)中计算题2相同)

图1.1

2. 实验步骤

1)打开文件“EXP1_buck.mdl”,自动进入simulink仿真界面,在编辑器窗口中显示如图1.2 所示的降压斩波电路的模型。

图1.2 降压斩波电路的模型

2)根据上述题目中给出的电路参数及计算得出的滤波电感L和电容C的值配置图1.2电路模型中各元件的参数:

电源:U=220V

脉冲发生器(pulse):周期(period,s)=50e-6 ;占空比(duty cycle,%)=50

电感L: 电感量(inductance,H)= 1.25e-3

电容C: 电容量(capacitance,F)=1.25e-5

电阻R:电阻值(resistance,ohms)=10

记录此条件下的波形,在波形图上估算此时输出电压的纹波系数。

更改电阻参数,使负载电流为1.1A,记录此时的波形,并说明电感电流的特点。

在实验基础上,说明电感L和电容C取值的正确性。

3)观察占空比变化对输出电压的影响。

将电阻值恢复为10。更改脉冲发生器中的周期参数,在占空比为20%,40%,60%,80%时,观察波形,估计输出电压的值,并计算在不同占空比下的输出\\输入电压比,说明占空比与变压比的关系。

4)观察开关频率和滤波参数变化对输出电压纹波的影响。

占空比恢复为50%。

将脉冲发生器输出驱动信号的频率改为原来的一半(10KHz)和二倍(40KHz),观测并估计两种条件下电压纹波的大小。

将脉冲发生器输出驱动信号的频率恢复为20KHz,将滤波电容值改为原来的一般和二倍,观测并估计两种条件下电压纹波的大小。

结合实验结果说明开关频率和滤波参数变化对输出电压纹波的影响,并用输出电压纹波的公式验证实验结果。

3. 实验报告内容

(1)分析图1.2 所示降压斩波电路的工作原理。

(2)按照实验步骤的要求,计算元件参数,记录有关波形和观测数值,分析并得出结论。

思考题:仿真实验中观测到的输出电压的平均值与理论计算值略有差异,试分析造成该差异的原因。

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