基于MATLAB的BUCK变换器建模与仿真.pdf

"基于MATLAB的BUCK变换器建模与仿真" 本文主要介绍了基于MATLAB的BUCK变换器建模与仿真。BUCK变换器是一种降压变换器，广泛应用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源、通信电源、逆变电源、计算机电源、UPS不间断电源、医疗和雷达高压电源等领域。MATLAB是一个强大的控制系统计算机辅助设计软件，可以对电力电子系统进行仿真分析。 本文首先介绍了BUCK变换器的工作原理。BUCK变换器的主电路图如图1所示。假设开关s的周期为T，开通时间为ton=DT，关断时间为toff=(1-D)T，D为开通占空比D=ton/T。BUCK变换器的两个工作过程如下：当开关导通时，电流is=iL流过电感线圈L，电流线性增加，在负载月上流过电流i，两端输出电压，极性上正下负。当t>f0时，电容在充电状态。这时二极管承受反向电压而截止。经时间t后，开关截止，电感线圈L中的磁场将改变电感线圈L两端的电压极性，以保持其电流不变。负载两端电压仍是上正下负。在t<f0时，电容处在放电状态，有利维持电流不变。这时二极管D承受正向偏压，形成通路，故称续流二极管。 然后，文章介绍了BUCK电路的数学模型。在分析时，引入二进制变量A。当开关管导通时，A=1；当开关管截止时，A=0。这样，变量A可以代表开关管和二极管的状态，它是二进制变量，取值{0,1}。设电路工作在电流连续模式状态下，那么在一个完整的开关周期中，BUCK变换器的工作分为两个段：1．在0<t<ton时，功率管Q导通，电流iL流过电感线圈L，电感线圈L中的磁场增加，输出电压增加。2．在ton<t<T时，功率管Q截止，电感线圈L中的磁场减少，输出电压减少。 文章介绍了基于状态变量法的BUCK变换器建模与仿真。状态变量法是一种常用的建模方法，它可以使人们容易得到电路的瞬态性能，并评价电路的稳定性。基于状态变量法，文章建立了BUCK变换器的数学模型，并利用MATLAB对系统进行了仿真实验，实验结果表明这种方法可以正确实现BUCK变换器的功能。 本文的结论是基于MATLAB的BUCK变换器建模与仿真是一种非常有效的方法，可以正确实现BUCK变换器的功能。该方法可以应用于电力电子系统的仿真分析和设计。