实验二 Boost变换器仿真

实验二 Boost变换器仿真

一、 实验目的：

1、 掌握BOOST变换器的工作原理

2、 学会用MATLAB对BOOST变换器进行仿真

二、 实验设备：

计算机一台

三、 实验原理：

Boost变换器工作原理

Boost变换器电路图,如图3所示。Es为输入电源,V为可关断晶体管GTO;Ds、Ls、Cs串联支路与V并联,构成可关断晶体管GTO的缓冲回路;L为储能电感;VD为续流二极管;C、R

并联支路为负载; 脉冲发生器输出可关断晶体管GTO的控制脉冲。

当作用于可关断晶闸管V上的脉冲为“正”时,V管导通,电源Es向串接在回路中的电感L

充电储能;VD此时被负载电压反偏截止,此时负载的电容器C(在前一个周期已充电)向电阻R

放电,并持续t1时间,如图4所示。在V管导通的t1时间内,通过VD流过负载的电流io为零

。负载两端的电压,按直线规律从uomax下降到uomin。

当脉冲为“零”时,V关断,储能电感L两端电势极性发生变化,续流二极管VD转为正偏,

储能电感L与电源Es叠加共同向负载的电容器C和电阻R提供能量,并持续t2时间。

在V管关断的t2时间内,负载电流io呈直线下降;负载电压Uo按非线性规律从uomin上升到uomax。

Boost变换器输出电压的平均值Uo等于Ud/(1-k),即Uo与1-k值成反比,k从0趋近1时,

输出电压从Ud变到任意大,即Boost变换器电路是升压电路。

四、 实验步骤：

应用Matlab对Boost变换器建模,建模步骤如下:

（1） hxm_Boost。

建立一个新的模型窗口,命名为

⑵打开元件(Elements)模块组,复制一个并联RLC支路模块到hxm_Boost模型中作为负载,打开参数设置对话框,设置电阻R为100Ω、电容为1e-03F、电感为0(inf)H。

⑶hxm_Boost仿真模型中的下列元器件,与hxm_Buck仿真模型中相同:

①可关断晶体管GTO模块;

②GTO的信号分离器模块及二通道示波器Scope1;

③GTO外部缓冲电路串联RsLsCs支路模块;

④GTO外部缓冲电路的Ds模块;

⑤续流二极管VD模块;

⑥直流电压源Es模块;

⑦负载的电流、电压测量模块;

⑧负载的电压、电流测量用二通道示波器Scope2;

⑨脉冲发生器模块;

⑩连接器模块。

⑷

Boost直流变换器仿真模型。

适当连接后,得到图6所示的

五、实验内容：

⑴打开仿真参数窗口,选择ode23tb算法,将相对误差设置为1e-3,仿真开始时间为0.0s,停止时间设置为0.02s;控制脉冲周期设置为0.001s(频率为1000Hz),控制脉冲占空比k设置为0.5,

⑵改变控制脉冲占空比k,进行仿真(仿真开始时间设置为0.0s,停止时间设置根据波形情况进行调整)。k为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9时的Uo仿真结果。

六、实验作业：

分别画出实验内容的仿真图。