DC-DC变换电路

本章节对《电力电子技术》中的直流支流变换电路进行仿真深入学习。

首先需要谨记的基本原理是：

稳态条件下，电感两端电压在一个开关周期内的积分为0

1. 降压斩波电路(Buck)

以上是本Buck电路的Simulink搭建图，其参数如下：

参数	值
$U_i$	100V
$L$	1H
$C$	1e-6F
$R$	$1\Omega$

通过调整 Pulse Generator 的参数，来调节占空比，从而得到不同的输出电压。

1.1 CCM 电感电流连续模式

$D = 0.5$时波形：

$D = 0.2$时波形：

$D=0.7$时波形：

三种占空比，验证了Buck电路的输入输出关系：

$$\frac{U_o}{U_i}=D\\$$

通过仿真还可以可以明显发现，频率越高，效果越好，纹波越小。以上仿真的频率均为100Hz如果把IGBT的频率降低为1Hz,则输出波形为：

可以发现纹波确实很大。

1.2 DCM 电感电流断续模式

这部分暂时没能成功仿真，等之后问一下老师，再写这一部分。

2. 升压斩波电路(Boost)

升压斩波电路的输入输出电压与占空比的关系是：

$$\frac{U_o}{U_i}=\frac{1}{1-D}\\$$

升压斩波电路模型如下：

参数如下：

参数	值
$U_i$	100V
$L$	1mH
$C$	100e-6F
$R$	$25\Omega$
$T$	$50\mu s$
$t_{on}$	$30\mu s$

仿真结果如下：

本例的占空比位$D = \frac{30}{50} = 0.6$，所以$\frac{U_o}{U_i}=2.5$，所以，输出电压应该为250V，仿真结果与实际相符。