Matlab軟件在直流降壓變換電路中的應(yīng)用

摘要：本文利用Matlab仿真軟件，建立直流降壓變換電路的仿真模型。針對(duì)其工作原理，改變電容、電感、開關(guān)頻率等技術(shù)參數(shù)，調(diào)整并分析直流降壓變換電路的工作過程和仿真效果。

關(guān)鍵詞：Matlab 直流降壓變換電路 仿真

1 工作原理分析

直流電壓變換電路是一種將固定幅值的直流電壓變換成幅值和極性為可變的電壓變換電路，包括直流降壓變換電路、直流升壓變換電路、直流升降壓變換電路和幾種改進(jìn)的直流升降壓變換電路。直流電壓變換電路通常由全控型電力電子器件、快速恢復(fù)續(xù)流二極管、濾波電感、濾波電容以及負(fù)載組成。

在直流降壓變換電路中，通過驅(qū)動(dòng)電力電子器件導(dǎo)通和關(guān)斷控制電路運(yùn)行狀態(tài)。在電力電子器件導(dǎo)通的期間內(nèi)電感中有電流流過，續(xù)流二極管反向偏置，電感兩端有正向電壓，在該電壓作用下電感當(dāng)中的電流相應(yīng)增長，電容及負(fù)載兩端的電壓相應(yīng)增長。在電力電子器件關(guān)斷的期間內(nèi)，由于電感存儲(chǔ)了能量而放電，續(xù)流二極管導(dǎo)通，電感當(dāng)中電流相應(yīng)衰減，電容和負(fù)載兩端電壓相關(guān)衰減。直流降壓變換電路電壓公式：

2 建立仿真電路

3 仿真波形分析

通過以上仿真過程，可以得到如下結(jié)論：

3.1 直流降壓變換電路工作有兩種可能的運(yùn)行情況，即電感電流連續(xù)模式（如圖3）和電感電流斷流模式（如圖2），電感中電流是否連續(xù)取決于開關(guān)頻率、濾波電感和電容的數(shù)值，通常開關(guān)頻率越高、電感越大，越容易實(shí)現(xiàn)電感電流連續(xù)工作的情況。

3.2 在直流降壓變換電路中，如果濾波電容的容量足夠大，輸出電壓越接近常數(shù)（如圖3）。而在電容為有限值的情況下，直流輸出電壓會(huì)有紋波成分（如圖2），通過選擇合適的電感、電容，滿足電路截止頻率遠(yuǎn)小于開關(guān)頻率時(shí)，可以限制輸出紋波電壓的大小，而且紋波電壓的大小與負(fù)載無關(guān)。

3.3 在直流降壓變換電路中電感和電容組成低通濾波器，當(dāng)適當(dāng)調(diào)整電感和電容的數(shù)值，輸出電壓波形可以由鋸齒波、平滑波至近似直線波逐漸變換。通過適當(dāng)改變負(fù)載數(shù)值可以更準(zhǔn)確地調(diào)整輸出電壓。

4 結(jié)語

采用MATLAB對(duì)直流降壓變換電路進(jìn)行分析，避免了常規(guī)的分析中大量的計(jì)算和繁瑣的繪圖過程，得到了一種直觀，快捷分析直流變換電路的新方法。在仿真過程中可以靈活改變參數(shù)設(shè)置，并能直觀觀察到仿真結(jié)果隨參數(shù)的變換時(shí)的情況，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析就可以將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，這樣就可以極大地加快系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過程。

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作者簡介：范哲超（1983-），男，內(nèi)蒙古集寧人，蒙古族，碩士研究生，講師，研究方向：電氣自動(dòng)化和自動(dòng)控制方向教學(xué)和研究工作。