电子电力学实验报告
学号： K031341725 姓名： 张治中 实验成绩： 实验时间： 2015.11.29 五六节 实验地点： 实验楼六楼 实验题目： 直流斩波电路的性能研究
一、实验设备
电脑一台；MATLAB仿真软件一个；
二、实验目的
（1） 熟悉直流斩波电路的工作原理
（2） 熟悉Buck电路与Boost电路的组成和工作特点
三、实验原理
1. 直流降压斩波电路的工作原理（Buck电路） Buck电路产生低于直流输入电压Ud的平均输出电压Uo。
图1 Buck电路结构
工作原理
t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压Uo=E，负载电流io按指数曲线上升。
t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。 数量关系
? 电流连续：
? 负载电压平均值： Uo??
? 负载电流平均值：
Io?VEiGVDtontE?onE?DEton?toffTUo?EMRLioR+uoMEM-iGtonOioi1I10OuoTi2I20t1Eta) 电路图tofftOiGiGOioOuoOtoni1Et1b)电流连续时的波形toffTtxi2I20t2Ettt?
c)电流断续时的波形EMt
图2 Buck电路波形图
2. 直流升压斩波电路的工作原理（Boost电路）
Boost电路产生高于直流输入电压Ud的平均输出电压Uo。
图3 Boost电路结构图
工作原理
假设L和C值很大。
V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向
负载R供电，输出电压Uo恒定。
V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。
iGE0ioI10图4 Boost电路波形图
数量关系：
Uo?ton?toffTE?Etofftoff
输出电流的平均值Io为： I?Uo?1EoR?R
四、实验内容
两种直流斩波电路的设计与测试
五、实验步骤
1. Buck电路的仿真
（1）启动matlab，进入simulink后新建文档，绘制Buck电路如图5所示；
（2）双击各模块设置参数。电压源参数：100V；电阻、电容参数设置：C=1μF，L=100mH，R=1Ω；脉冲发生器模块（Pulse）：振幅设置1V，周期0.001s，脉冲宽度50%；
（3）设置好参数后仿真，仿真时间2s，观察输出电压并保存示
波器波形图，保存为jpeg格式，命名为“Buck50.JPG”；
图5 Buck电路仿真模型图
（4）在步骤（2）的基础上修改脉冲模块的宽度，将50%改为80%，观察输出电压幅值并保存输出波形，命名为“Buck80.JPG”；
（5）在步骤（2）的基础上修改脉冲模块的频率，将周期0.001s修改了0.01s，观察保存输出波形，命名为“Buck_Pluse.jpg”；
（6）在步骤（2）的基础上修改电感，将100mH修改为10mH，观察负载电流并保存输出波形,命名为“Buck_Inductor.jpg”。
2. Boost电路的仿真
（1）启动matlab，进入simulink后新建文档，绘制Boost电路如图6所示；
（2）双击各模块设置参数。电压源参数：100V；电阻、电容参数设置：C=0.7mF，L=100mH，R=10Ω；脉冲发生器模块（Pulse）：振幅设置1V，周期0.001s，脉冲宽度20%；
（3）设置好参数后仿真，仿真时间2s，观察并保存示波器波形图,命名为“Boost20.jpg”；
图6 Boost电路仿真模型图
（4）在步骤（2）的基础上修改脉冲模块的宽度，将20%改为50%，观察输出电压幅值并保存输出波形,命名为“Boost50.jpg”；
（5）在步骤（2）的基础上修改脉冲模块的频率，将周期0.001s修改了0.01s，观察输出波形并保存输出波形,命名为“Boost_Pluse.jpg”；
（6）在步骤（2）的基础上修改电感，将100mH修改为10mH，观察输出电压并保存输出波形,命名为“Boost_Inductor.jpg”。
3. 试验台验证
六、试验结论与分析
1. 分析两种斩波电路占空比与输出电压幅值的关系 （1）Buck电路
A，将“Buck50.jpg”、“Buck80.jpg”的波形粘贴在下方，描述各波形参数的含义，分析电感电压与电源电压的关系。
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