直流升降压斩波电路实验报告：基于Buck-Boost拓扑的闭环控制与Simulink仿真分析，操作便捷，自动计算占空比与输出波形，深入探究升压与降压模式下的轻载重载特性及纹波系数控制，全篇46页，详尽工作量呈现,直流升降压斩波电路实验报告：基于Buck-Boost拓扑的闭环控制与Simulink仿真分析，自动计算占空比输出波形，轻载重载下的性能研究及纹波系数优化，共46页详尽解析,直流升降压斩波电路，buck—boost，闭环控制，实验报告simulink仿真，打开既用，操作方便输入你想要的电压，计算模块自动算出占空比并输出波形，分析了升压轻载重载，降压轻载重载，以及纹波系数，均小于1%，报告46页，工作量绝对够。 哦～报告仅供参考 ,关键词：直流升降压斩波电路; buck-boost; 闭环控制; Simulink仿真; 占空比; 波形; 轻载重载; 纹波系数; 报告。,基于Simulink仿真的直流升降压斩波电路实验报告：Buck-Boost闭环控制操作分析

内容概要：本文详细介绍了在Simulink环境下设计和仿真IGBT降压斩波电路的方法。首先阐述了IGBT降压斩波电路的基本原理，即通过控制IGBT的导通与关断来调节输出电压。接着逐步讲解了如何在Simulink中构建该电路模型，包括选择适当的模块如电源、IGBT、续流二极管、电感、电容和负载电阻，并设置合理的参数。此外，还探讨了PWM信号生成及其对电路性能的影响，以及如何优化仿真参数以获得准确的结果。最后，通过对仿真波形的分析验证了理论计算的正确性和电路的有效性。 适合人群：从事电力电子研究或相关领域的工程师和技术人员，尤其是那些希望深入了解IGBT降压斩波电路工作原理及其实现方式的人群。 使用场景及目标：适用于教学培训、科研实验和个人项目开发等场合。目的是帮助读者掌握利用Simulink进行复杂电力电子电路建模和仿真的技能，提高解决实际问题的能力。 其他说明：文中不仅提供了详细的步骤指导，还包括了许多实践经验分享和技巧提示，有助于初学者快速入门并深入理解这一主题。

### 电气工程课程设计知识点详解 #### 一、电气工程设计概述 电气工程设计是针对特定场所或设施进行电力系统规划、设计与实施的过程。在本案例中，针对某铸造厂总降压变电所及厂区配电系统的设计，主要包括以下几个方面的内容： 1. **原始资料分析**：首先需要收集并分析工厂的基本信息，包括厂区平面布置图、负荷需求、外部电源条件等。 2. **设计方案制定**：基于原始资料，确定设计方案，包括变电所的主接线形式、设备选型等。 3. **短路电流计算**：用于选择合适的电气设备，并确保系统的安全性。 4. **电气设备选择与校验**：包括导线、断路器、继电器等的选择与校验。 5. **主变压器保护设计**：包括瓦斯保护、过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等。 #### 二、原始资料分析与方案制定 1. **厂区平面布置图分析**：通过分析厂区平面布置图，可以了解到各个车间的位置、大小及其相互之间的关系，这对于后续的配电系统设计至关重要。 - **车间负荷分类**：如1~6车间被定义为Ⅰ级负荷，要求不间断供电，这对于选择合适的电气设备和保护措施非常重要。 - **负荷分布**：了解负荷分布有助于确定主变压器的位置和容量，以及输电线路的走向。 2. **负荷要求**：明确了不同车间的负荷特点和供电要求，这对于设计可靠的配电系统至关重要。 - **长期连续负荷**：这类负荷要求供电稳定性极高，任何中断都可能造成重大损失。 - **最大负荷利用小时数**：对于确定变压器容量、导线截面积等关键参数非常有用。 3. **外部电源情况**：外部电源的情况直接影响到变电所的设计，尤其是电源的稳定性和可靠性。 - **主变容量**：2×31.5MVA的变压器为供电提供了基础保障。 - **短路容量**：1918MVA的短路容量反映了系统的稳定性。 - **供电电压等级**：用户可以选择35kV或10kV电压供电，这需要在设计时加以考虑。 #### 三、短路电流计算 短路电流计算是电气工程设计中的一个重要环节，主要用于选择和校验电气设备，如断路器、电缆等。短路电流的大小直接影响到系统的安全性和可靠性。 1. **短路电流的影响因素**： - **系统电源的短路容量**：决定了短路电流的最大值。 - **设备参数**：如变压器的阻抗等，也会影响短路电流的大小。 - **系统配置**：如母线配置等。 2. **计算方法**： - **欧姆法**：适用于简单系统。 - **标幺制法**：更适用于复杂系统。 #### 四、电气设备选择与校验 1. **导线选择**：导线的选择需考虑负荷电流、电压损失等因素。 2. **断路器选择**：断路器的选择要考虑额定电流、短路分断能力等参数。 3. **继电保护选择**：继电保护的选择需要考虑到故障类型、保护范围等。 #### 五、主变压器保护设计 1. **瓦斯保护**：用于检测变压器内部的气体变化，及时发现潜在故障。 2. **过电流保护**：防止因过载或短路引起的过电流对变压器造成损害。 3. **电流速断保护**：在短路发生时快速切断电源，避免事故扩大。 4. **过负荷保护**：监控变压器的负荷状态，防止长时间过负荷运行。 通过以上知识点的详细介绍，我们可以看出电气工程设计是一项复杂而细致的工作，需要综合考虑多种因素来确保电气系统的安全、可靠和经济性。

内容概要：本文详细介绍了如何利用MATLAB/Simulink进行电力电子仿真的具体方法和技术细节。首先讲解了单相和三相全桥整流电路的构建，强调了触发脉冲相位控制、滤波器选择以及参数调整的重要性。接着探讨了电压型逆变电路的设计，着重于PWM生成策略、死区时间和滤波器的应用。随后讨论了斩波电路（尤其是Buck和Boost电路），涉及占空比调节、PID控制器应用及其稳定性优化。最后介绍了交流调压电路的两种方式——相控式和斩控式的实现方法，并提供了仿真优化技巧，如采用理想开关模型、调整求解器等。 适合人群：具有一定电力电子基础知识和MATLAB/Simulink使用经验的研发人员、学生或工程师。 使用场景及目标：适用于希望深入理解电力电子设备工作原理并通过仿真手段验证设计方案的研究者；旨在帮助使用者掌握从模型建立到参数调优的完整流程，提高仿真的准确性和效率。 其他说明：文中不仅提供了详细的步骤指导，还包括了许多实用的小贴士和注意事项，有助于解决常见的仿真难题。同时，附带了一些具体的代码片段供参考，便于快速上手实践。

内容概要：本文详细介绍了在Simulink环境下设计和仿真IGBT降压斩波电路的方法。首先阐述了IGBT降压斩波电路的基本原理，即通过控制IGBT的导通与关断来调节输出电压。接着逐步讲解了如何在Simulink中构建该电路模型，包括选择适当的模块如电源、IGBT、续流二极管、电感、电容和负载电阻，并设置合理的参数。此外，还探讨了PWM信号生成及其对电路性能的影响，以及如何优化仿真参数以获得准确的结果。最后，通过对仿真波形的分析验证了理论计算的正确性和电路的有效性。 适合人群：从事电力电子研究或相关领域的工程师和技术人员，尤其是那些希望深入了解IGBT降压斩波电路工作原理及其实现方式的人群。 使用场景及目标：适用于教学培训、科研实验和个人项目开发等场合。目的是帮助读者掌握利用Simulink进行复杂电力电子电路建模和仿真的技能，提高解决实际问题的能力。 其他说明：文中不仅提供了详细的步骤指导，还包括了许多实践经验分享和技巧提示，有助于初学者快速入门并深入理解这一主题。

使用软件：LTspice LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器）是一种线性稳压器，它能够在输入电压与输出电压之间仅有很小的压差（dropout voltage）时仍然能够保持输出电压的稳定。 LDO内部电路主要由基准电压源（Reference Voltage Source）、误差放大器（Error Amplifier）、功率调整元件（Power Adjustment Element）和分压取样电路（Voltage Divider and Sampling Circuit）组成，使用LTspice进行LDO搭建。

LM5117是一款高效、宽输入电压范围的同步降压（BUCK）转换器，由德州仪器（Texas Instruments）制造，特别适用于电力电子设计领域。这款芯片在2016年的电子设计竞赛中被广泛使用，证明了其在高压电源转换应用中的可靠性和效率。在"16年电赛用的LM5117宽压同步BUCK电源芯片到货，附测试过的12V/7A降压双层板原理图及PCB文件-LM5117官方演示版.zip"这个压缩包中，包含了一个官方演示版的设计资料，帮助用户理解和应用LM5117。 LM5117的主要特点在于其宽输入电压范围，通常可以支持从4.5V到60V的输入电压，这使得它能够处理从汽车电池到工业电源的各种应用场景。同时，该芯片能提供高达7A的连续输出电流，这意味着它可以为大功率负载供电，例如驱动电机或高亮度LED灯。 LM5117采用了同步降压架构，这是一种先进的电源转换技术，通过两个开关MOSFET来减少传统降压转换器中的二极管损耗，从而提高整体转换效率。这种同步工作模式可以降低温升，提高系统运行的稳定性和可靠性。 在12V/7A降压双层板原理图中，我们可以看到如何将LM5117与外围电路配合使用，以实现从高电压到12V的转换，并且提供7A的稳定电流。这些电路通常包括输入和输出电容、反馈电阻网络、MOSFET以及必要的保护电路，如热关断和电流限制。 PCB文件则提供了实际布局的指导，这对于确保电源模块的热管理和电磁兼容性至关重要。双层板设计有助于优化信号路径，减少干扰，同时有效地分散热量，确保芯片在高功率运行时仍能保持良好的性能。 LM5117还具有多种保护功能，如逐周期电流限制和短路保护，可以防止过载情况对电路造成损害。此外，它的软启动特性可以平滑地控制上电过程，避免电压冲击和电流峰值。 这个压缩包提供的资料对于学习和使用LM5117芯片进行电源设计非常有帮助。通过分析原理图和PCB布局，工程师们可以深入理解如何设计一个高效、稳定的宽压电源系统，满足各种电子设备的需求。对于参与电子设计竞赛的团队或者独立开发者来说，这是一个宝贵的资源。

STM32F334同步Buck降压开关电源转换器方案：高效恒压限流，200kHz开关频率，全面保护功能，专业开发支持与详细文档注释,STM32同步Buck降压开关电源变器开方案 主控STM32F334，输入12-32V，输出5-28V，最大电流5.5A，才有恒压限流模式，开关频率200kHz，PID控制与2零3极点控制。 输出纹波＜200mV，具有过压、过流、短路、输入欠压等保护功能。 提供原理图，开发软件，设计文档，详细的计算书，使用说明书，PSIM仿真，bom，代码，代码有详细注释。 ,STM32; Buck降压开关电源; 同步控制; 限流模式; PID控制; 保护功能; 原理图; 开发软件; 设计文档; 计算书; 使用说明书; PSIM仿真; BOM清单; 代码注释,STM32F334驱动的Buck降压开关电源变换器方案：高效稳定，多保护功能

降压转换器，也称为步降转换器，是一种常见的电源转换电路，用于将高电压转换为低电压。在本模型中，重点在于采用Simulink和电子元件来模拟这种转换器，并特别关注MOSFET的栅极驱动器，该驱动器由BJT构建。MATLAB是一个强大的数学计算和仿真软件，广泛应用于工程和科学领域，包括电路设计和分析。 降压转换器的基本原理是通过开关元件（如MOSFET）的通断控制，使得电感中的电流在一定时间间隔内线性增加或减少，从而在负载上得到平均电压低于输入电压的输出。这个过程涉及到电感能量的储存和释放。 在这个Simulink模型中，BJT作为栅极驱动器的关键部分，负责控制MOSFET的开关状态。BJT（双极型晶体管）是一种电流控制器件，它能放大电流并用作开关或放大器。在这里，BJT被用作电流驱动源，通过其集电极-基极电压控制发射极-集电极电流，进而驱动MOSFET的栅极，改变MOSFET的导通电阻，实现电源的降压转换。 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是另一种开关元件，其开关性能受栅极电压控制。高栅极电压使MOSFET导通，低栅极电压则使其截止。由于MOSFET的栅极与源极之间有绝缘层，因此它可以实现更高的开关速度和更低的导通电阻，这对于高效电源转换至关重要。 在设计栅极驱动器时，需要考虑几个关键因素：驱动电压、驱动电流、开关速度、以及防止MOSFET损坏的保护机制，例如过电压保护和过电流保护。BJT作为栅极驱动器可以提供足够的驱动电流，确保MOSFET快速可靠地开关，同时保持良好的开关特性，降低开关损耗。 在使用MATLAB的Simulink环境中，用户可以通过搭建电路模块、设置参数和运行仿真，观察电压、电流波形，理解降压转换器的工作机制。通过这种方式，工程师可以进行设计优化、故障排查和性能评估，而无需实际搭建硬件原型。 这个模型涵盖了电子工程中的基础概念，包括电源转换、开关器件的控制、BJT和MOSFET的工作原理，以及MATLAB在电路仿真中的应用。通过深入理解和应用这些知识，工程师能够设计出更高效、可靠的电源系统。对于学习和研究电源转换技术，尤其是对数字信号控制感兴趣的人员，这是一个非常有价值的工具和资源。

降压斩波电路（buck变换）（simulink仿真）电力电子技术（五）