基于Matlab的Buck電路仿真實驗報告

基于Matlab的Buck電路仿真實驗報告

一、實驗名稱

基于Matlab的Buck電路仿真實驗

二、實驗目的

1.對Buck電路進行參數設計，并運用simplorcr7.0進行仿真，學習Matlab的動

態分析。

2.掌握buck降壓開關變換電路的工作原理及特點，改變占空比和元件參數，觀

察輸出電壓和電流的變化情況。

三、實驗平臺

Matlab/simulink/simpowersystem

四、實驗原理

Buck電路是直流斬波電路的一種，其基本功能是將直流電轉化為另一固定電壓

或可調電壓的直流電，也稱直接直流-直流變換器。(1)在控制開關VT導通3

期間，二極管VD反偏，電源e通過電感1向負載r供電，此間il增加，電感的

儲能也增加，導致在電感兩端有一個正向電壓，ul=E-u(),左正右負，這個電壓

引起電感電流的線性增加，(2)在控制開關vt關斷toff期間，電感產生感應電

勢，左負右正，使續流二極管VD導通，電流il經二極管vd續流，電感向負載,

ul=-uO,電感向負載供電，電感的儲能逐步消耗在r上：電流線性下降，如此周

而復始周期變化

0

Buck電路原理圖如下：

￥

D本4

圖4-2Buck變換器

erVo-Em

2Ao=----------

R

3Jmax=((l?e")/(Le-P)?m)*E/R

a

4.Imi?=((e?P.l)/(e^l)-m)*E/R

5.AU%=(UMAx-UMin)/Urr

五、實驗內容

仿真參數設置

電感1電容c負載r電壓U

lOc-3lc-610100

圖1?1直流電壓參數設置

nr

圖1?2脈沖參數設置

GeneralDataHistoryTip:tryrightclickingonaxes

E]Limitdatapointstolast:5000

Savedatatoworkspace:

Variablenamey

Format:Structurewithtime

OKCancelHelpApp?y

圖1-3示波器參數設置

圖1-4multimeter的設置

Parameters

Branchtype:L

Inductance(H):

10e-3

Settheinitialinductorcurrent

MeasurementsNone

圖1-5電感參數設置

Parameters

Branchtype:R

Resistance(Ohms):

10

MeasurementsBranchcurrent

圖1?6負載參數設置

Parameters

Branchtype:fc

Capacitance(F):

le-6

□Settheinitialcapacitorvoltage

MeasurementsBranchvoltage

圖1-7電容參數設置

根據原理圖用matalb軟件畫出正確的仿真電路圖

日

□

圖1?8buck仿真電路圖

負載電壓電流波形圖如下所示

圖1-9負載的電壓/電流波形

圖1/0負載電壓波形

圖1-11負載電流波形圖

圖1?12負載電壓局部放大

圖1/3負載電流局部放大

改變移向角0到30

圖1-14負載電壓波形圖

圖1?15負載電流波形圖

Io=0.4107A,Uo=4.107V

改變移向角30到60

圖1?16負載電流電壓的波形圖

Io=0.3182A,UO=3.182V

改變移向角60到90

圖1?17負載電壓電流的波形

Io=0.2259A,UO=2.259V

改變運行時間時I。、U。的大小變化

當運行時間t=0.01s時：

Io=0.5033A,Uo=5.033V

當運行時間t=0.001s時：

Io=0.02202A,Uo=0.2202V

Umax=9.5v,Umin=8.75v,Imax=0.95A,Imin=0.85A

增大10倍電感系數，電壓、電流的波形變化

圖L18負載電壓電流波形

增大5倍電容系數，電壓、電流的波形變化

圖L19負載電壓電流波形

六、實驗總結

1.在研究頻率變化對電路工作狀態的影響時.，改變頻密的大小UDs/UGs/Ud仙的周

期變大，頻率變大，即占空比變小，而id、ic的峰值則變大。

2.L電感系數大，電流紋波小；C系數大，電壓紋波小。

3.在Buc