应用介绍

仿真实验2  直流升压斩波电路

1. 实验目的

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

图2.1所示Boost变换器，输入电源电压 Vs=10～30V，输出电压被控为恒值Vo＝48V，开关T的频率fs=40kHz，最大输出电流Iomax=2A，最小输出电流Iomin=0.2A。当Vs =24V时，要求变换器工作时电感电流连续，求最小升压电感L值及输出电压纹波小于1%时的滤波电容C。（与第3章第2讲中例题2相同）

图2.1

2. 实验步骤

1）打开文件“EXP1_boost.mdl”，自动进入simulink仿真界面，在编辑器窗口中显示如图2.2 所示的降压斩波电路的模型。

图2.2 升斩波电路的模型

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2.2电路模型中各元件的参数：

电源：U=24V

脉冲发生器(pulse)：周期（period,s）＝25e-6 ；占空比（duty cycle,%）＝50

电感L: 电感量（inductance,H）= 3.6e-4

电容C: 电容量（capacitance,F）=5.4e-5

电阻R：电阻值（resistance,ohms）=24

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0.2A，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24。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。

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（20KHz）和二倍（80KHz），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40KHz，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2.2 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。