【Matlab综合设计】开环Buck-Boost升压-降压式变换器Simulink仿真

1. 题目

完成了上机测试之后开始选综合设计题啦!我选了第38题
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2. 问题分析

这是一个开环Buck-Boost结构DC/DC转换器的仿真电路。
Buck-Boost变换器:也称升降压式变换器,又称为串、并联开关变换器电路,是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输进电压相反。Buck-Boost的电路克服了传统串联型稳压电源能耗大、体积大的缺点,具有体积小、结构简单、变换效率高等优点。

3. Buck-Boost 工作原理

Buck-Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成,合并了开关管。Buck-Boost型开关电源以其电路结构简洁,输入电压范围宽,可升降压,输入输出电压极性相反,被广泛应用于中小功率DC/DC变换场合。电感影响输出纹波大小,电压的调整率。电容起到滤波的作用,可根据输出脉动电压峰峰值来确定。

如图所示,Buck-Boost变换器电路由IGBT(Sw)、二极管(D)、储能电感(L)和滤波电容(C)组成。IGBT以几十到几百kHz的频率工作,在Ton期间Sw导通,Toff期间Sw关断,工作周期为T=Ton+Toff,工作频率为f=1/T。当Sw导通时,电感L储能,L上的电压上正下负,约等于输入电压Vs,此时二极管D反偏截止,C向负载供能;当D截止时,由于电感L上的电流不能突变,L中的感应电势极性为上负下正,当电感L上的电压超过输出电压Vo时,D导通向电容C充电同时向负载提供能量。

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4. 实现目标

在连续导电模式(CCM)下,输入直流电压100V,开关频率100kHz,要求输出直流电压43V,输出电流0.86A,电感电流纹波为1.2 A , 输出电压的纹波允许为5%。

5. 模块清单

powergui

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks
在这里插入图片描述

Pulse Generator

Simulink/Sources
在这里插入图片描述

DC Voltage Source

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Electrical Sources
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Demux

Simulink/Signal Routing
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Series RLC Branch

Simscape/Power Systems /Specialized Technology/Fundamental Blocks/Elements
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Parallel RLC Branch

Simscape/Power Systems /Specialized Technology/Fundamental Blocks/Elements
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IGBT

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Power Electronics
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Diode

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Power Electronics
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Voltage Measurements

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Measurements
在这里插入图片描述

Current Measurements

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Measurements
在这里插入图片描述

RMS

Simscape/Power Systems/specialized Technology/Fundamental Blocks/Measurements/Additional Measurements
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Scope

Simulink/Sinks
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Display

Simulink/Sinks
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6. 参数计算

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7. 仿真模型

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8. 仿真结果

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9. 资源下载

开环Buck-Boost升降压电路Simulink仿真文件buck_boost_connverter.slx

参考:

[1]孙频东.升降压型DC电源的设计与仿真[J].南京师范大学学报:工程技术版,2002,2(4):30-33.
[2]王兆安, 刘进军. 电力电子技术[M]. 北京: 机械工业出版社,2009.

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