Matlab軟件在直流降壓變換電路中的應用

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。針對其工作原理，改變電容、電感、開關頻率等技術參數，調整并分析直流降壓變換電路的工作過程和仿真效果。

關鍵詞：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、快速恢復續流二極管、濾波電感、濾波電容以及負載組成。

在直流降壓變換電路中，通過驅動電力電子器件導通和關斷控制電路運行狀態。在電力電子器件導通的期間內電感中有電流流過，續流二極管反向偏置，電感兩端有正向電壓，在該電壓作用下電感當中的電流相應增長，電容及負載兩端的電壓相應增長。在電力電子器件關斷的期間內，由于電感存儲了能量而放電，續流二極管導通，電感當中電流相應衰減，電容和負載兩端電壓相關衰減。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，可以得到如下結論：

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

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（如圖3）。而在電容為有限值的情況下，直流輸出電壓會有紋波成分（如圖2），通過選擇合適的電感、電容，滿足電路截止頻率遠小于開關頻率時，可以限制輸出紋波電壓的大小，而且紋波電壓的大小與負載無關。

3.3 在直流降壓變換電路中電感和電容組成低通濾波器，當適當調整電感和電容的數值，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。通過適當改變負載數值可以更準確地調整輸出電壓。

4 結語

采用MATLAB對直流降壓變換電路進行分析，避免了常規的分析中大量的計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設置，并能直觀觀察到仿真結果隨參數的變換時的情況，通過對仿真結果的分析就可以將系統結構進行改進，這樣就可以極大地加快系統的分析和設計過程。

參考文獻：

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