Simulink电路仿真

开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》

基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真 姓名： 学号： 班级： 时间：2010年12月7日

1引言 BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。 图1BOO ST 电路的结构 2电路的工作状态 BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断) (c) 开关状态3 (电感电流为零) 图2BOO ST 电路的工作状态

3matlab仿真分析 matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。 图3BOO ST 电路的PSp ice 模型 3.1电路工作原理 在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为: （3-1） 式（3-1）中T为开关周期, 为导通时间，为关断时间。

Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真

第五章Simulink模拟电路仿真 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

§5.1 电路仿真概要 5.1.1 MATLAB仿真V.S. Simulink仿真 利用MATLAB编写M文件和利用Simulink搭建仿真模型均可实现对电路的仿真，在实现电路仿真的过程中和仿真结果输出中，它们分别具有各自的优缺点。 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

ex5_1.m clear; V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5; R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc); R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc); R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc); Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd)); I=V/Req 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

ex5_1 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

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注意Simulink仿真中imeasurement模块 /vmeasurement模块和Display模块/Scope模块的联合使用 Series RLC Branch模块中R、C、L的确定方式 R：Resistance设置为真实值Capacitance设置为inf（无穷大）Inductance设置为0 C：Resistance设置为0 Capacitance设置为真实值Inductance设置为0 L：Resistance设置为0Capacitance设置为inf Inductance设置为真实值 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

计算机仿真实验5 基于Simulink三相电路仿真

实验5 基于Simulink三相电路仿真 5.1实验目的 1）掌握Simulink的工作环境及SimPowerSystems功能模块库的应用； 2）掌握Simulink的电路系统建模和仿真方法； 3）掌握Simulink仿真数据的输入与输出方法； 4）掌握三相电源及负载的连接方式，了解三相负载不同连接方式对线路电压、电流和负载功率的影响； 5）了解不对称负载作星形连接时对中点电压的影响； 5.2实验内容与要求 5.2.1 实验内容 三相工频电路如图 5.1所示。三相工频电源为对称三相电源，其中 。为线路电阻。三相负载为对称三相负载，其中 ，。三相开关在时间时刻合闸。在有中线和无中线条件下，分析电路在负载对称和不对称工作状态下的线（相）电压、线（相）电流、中线电压和电流以及负载有功功率与无功功率，并给出其瞬时值曲线及电路稳态时负载相电压和电流的幅值和相角值。 图5.1 三相对称电路 5.2.2 实验要求

1）利用Simulink系统建模与系统仿真的方法，完成系统仿真分析实验； 2）利用simulink库和SimPowerSystems库中的元件模型建立三相电路的有功功率、无功功率、电压与电流的幅值与相角及瞬时功率测量系统。对组建的测量系统进行封装，建立其子系统； 3）仿真输出结果若为时间曲线，则利用Scope模块显示结果。仿真输出结果若为数值，则利用Display模块显示结果。测量数据的传递，利用From与Goto 模块完成； 4）将三相电路的相同物理量（如电压）显示在同一坐标系中，并在Scopy显示界面中标注显示的物理量名称及符号。 5.3实验原理与方法 5.3.1系统的仿真电路图 5.3.2实验仿真曲线 参数设置如下： ，，， ○1三相电路的电压

基于Simulink的简单电力系统仿真

实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境； 2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用； 3） 掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型 实验内容 输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路，搭建如图１所示的一个简单交流单相电力系统，在仿真进行中，负载通过断路器切除并再次投入。π型等值电路具体元件参数如下：Ω=2.5R ，H L 138.0=， F C C μ967.021==。 图1 简单电力系统仿真示意图 1) 在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型，并进行仿真，观测负载电流和输电线路末端电压； 2) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因； 3) 比较不同功率因数，如cos φ=1、cos φ=0.8(感性)、cos φ=0.8(容性)负载条件下的仿真结果 实验原理与方法 1、系统的仿真电路图 实验步骤 根据所得建立模型，给定参数，得到仿真结果 cos φ=1 cos φ=0.8(感性) cos φ=0.8(容性)

实验结果与分析 cosφ=1 cosφ=0.8(感性) cosφ=0.8(容性) 仿真结果分析 （1）在纯阻性负载电路中，电压相位与电流相位相同；与感性负载相比，断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量。 （2）在感性负载中，电压相位超前电流相位；断路器重新闭合时，交变的电流瞬间增加了一个直流分量，随后逐渐减小。 （3）在容性负载中，电压相位滞后于电流相位；断路器重新闭合时，电流瞬间突变至极大；与感性负载和纯阻性负载相比，断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用，电压波形畸变很小。 （4）当断路器断开时，线路断路，电流突变为0，但电压行波仍在进行，因此在末端能够测量到连续的电压波形，但断路器断开对电压波形造成了影响，产生了畸变。这是由于能量是通过电磁场传递的，线路断开时电压继续向前传递。 总括：L和C对输出波形振荡的频率和幅度影响程度不同，当变化相同幅度时，电容对振荡频率和幅度的影响要比电感的大。 感想：Matlab中Simulik通过拖拉建模方式对电路进行仿真，具有快捷、方便、灵活的特点。Simulink的仿真电路简洁、参数调整方便。仿真结果直观。 通过本次实验，我认识到了建模与仿真的一般性方法，收获甚多，也更进一步了解了Matlab,Matlab不仅仅在平时的编程方面功能强大，在仿真方面也熠熠生辉。

基于simulink的单相桥式整流电路的仿真.docx

基于simulink 的单相桥式整流电路的仿真 11电牵3班8号xx 关键字：单相桥 全控 整流 simulink 本次实验主要为利用simulink 中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相桥式全控整流电路，整流电路是出现最早的电力电子电路，电路的功能是将交流电变为直流电在整流电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。如果通过实验来验证， 需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤， 这样使得设计耗资大，效率低， 周期长。现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法， 可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。 Matlab 是一种计算机仿真软件， 它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。Simulink 是基于框图的仿真平台， 它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础， 用直观的模块框图进行仿真和计算。其中的电力系统（Power System ）工具箱是专用于RLC 电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。以Matlab7.0 为设计平台， 利用Simulink 中的Pow er System 工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。 一、 单相桥式全控整流电路工作原理 1、阻感负载的工作情况 电路分析 在u 2正半周期 触发角α处给晶闸管VT 1 和VT 4加触发脉冲使其开通，u d =u 2。负载 电感很大，i d 不能突变且波形近似为一条水平 线。u 2过零变负时，由于电感的作用晶闸管 VT 1和VT 4中仍流过电流i d ，并不关断。 ωt=π+α时刻，触发VT 2和VT 3，VT 2和VT 3 导通，u 2通过VT 2和VT 3分 别向VT 1和VT 4 施加反压使VT 1和VT 4关断，流过VT 1和VT 4 的电流迅速转移到VT 2和VT 3上，此过程称为 换相，亦称换流。 假设负载电感很大，负载电流i d 连续且 波形近似为一水平线。 2、基本数量关系 晶闸管移相范围为90?，因为当α ＝ 90? 时， Ud ＝0。整流电路输出平均电流I d 和SCR 的 电流平均值I dT 变压器二次侧电流i 2的波形为正负各180?的 矩形波，其相位由α角决定，有效值I 2=I d 。 整流电路输出平均电压 T L u 1u i i ?+===απαα απ ωωπcos 9.0cos 22)(d sin 21222d U U t t U U R U I d =d d dT 21I I =

Matlab第六章 Simulink数字电路仿真介绍

第六章Simulink数字电路仿真 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

从功能结构上将，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种，我们的Simulink数字电路仿真也分这两部分讲授。 §６.1 组合逻辑电路的仿真 6.1.1 组合逻辑电路仿真常用模块 1、构建组合逻辑电路本体常用模块： Logical Operator（逻辑操作）模块 位于Simulink节点下的Math Operations模块库（MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库（MATLAB7.0）中，用于实现基本的逻辑门单元。根据具体需要，其可例化为与门、与非门、或门、或非门、异或门、反相器。 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

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Combinatonial Logic（组合逻辑）模块 位于Simulink节点下的Math Operations模块库（MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库（MATLAB7.0）中，用于实现逻辑表达式的运算。 采用真值表的方式来描述组合逻辑表达式。 真值表的具体描述方式见其Block Parameters中的help 对于组合逻辑的多个输入端，combinationial logic模块需要和Mux模块组合使用。 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

真值表中填入对应位置的输出值 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

e.g. 函数Y=AB+BC+CA的实现ex6_1 注意将仿真参数中Optimization中的Implement logic signals as boolean data(V.S. double)去掉，避免数据类型的不匹配。 武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜

基于Simulink的简单电力系统仿真

实验六基于Simulink 的简单电力系统仿真 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境； 2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用； 3）掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型 实验内容 输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路，搭建如图１所示的一个简单交流单相电力系统，在仿真进行中，负载通过断路器切除并再次投入。π型等值电路具体元件参数如下：Ω=2.5R ，H L 138.0=，F C C μ967.021==。 图1简单电力系统仿真示意图 1)在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型，并进行仿真，观测负载电流和输电线路末端电压； 2)结合理论知识分析上述观测信号变化的原因； 3)比较不同功率因数，如cos φ=1、cos φ=(感性)、cos φ=(容性)负载条件下的仿真结果 实验原理与方法 1、系统的仿真电路图 实验步骤 根据所得建立模型，给定参数，得到仿真结果 cos φ=1 cos φ=(感性) cos φ=(容性) 实验结果与分析 cos φ=1 cos φ=(感性) cos φ=(容性) 仿真结果分析 （1）在纯阻性负载电路中，电压相位与电流相位相同；与感性负载相比，断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量。 （2）在感性负载中，电压相位超前电流相位；断路器重新闭合时，交变的电流瞬间增加了一个直流分量，随后逐渐减小。 （3）在容性负载中，电压相位滞后于电流相位；断路器重新闭合时，电流瞬间突变至极大；与感性负载和纯阻性负载相比，断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用，电压波形畸变很小。 （4）当断路器断开时，线路断路，电流突变为0，但电压行波仍在进行，因此在末端能够测量到连续的电压波形，但断路器断开对电压波形造成了影响，产生了畸变。这是由于能量是通过电磁场传递的，线路断开时电压继续向前传递。 总括：L 和C 对输出波形振荡的频率和幅度影响程度不同，当变化相同幅度时，电容对振荡频率和幅度的影响要比电感的大。 感想：Matlab 中Simulik 通过拖拉建模方式对电路进行仿真，具有快捷、方便、灵活的特点。Simulink 的仿真电路简洁、参数调整方便。仿真结果直观。

基于Simulink的电力电子系统仿真

实验七 基于Simulink 的电力电子系统仿真 实验目的： ? 熟悉Simulink 的工作环境； ? 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用； ? 掌握在Simulink 的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型。 实验内容 降压斩波(Buck)电路是最基本的DC-DC 变换电路之一。本实验以Buck 电路为例，介绍如何对电力电子电路进行Simulink 仿真。如图所示为Buck 电路原理图及其工作模式。元件和仿真参数设置如下：V E 300=，Ω=20R ，H e L 43-=，F C μ470=，开关频率为20kHz ，开关信号占空比D=50%。 o U i U + - o U U + - T 导通 o U U + -T 关断 降压斩波电路(Buck)原理图 Buck 电路原理图及其工作模式 要求： 1 在Simulink 中建立Buck 电路模型，并进行仿真，同时观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号； 2 对占空比D 为25%和70%的条件下分别进行仿真，分析比较仿真结果； 3 调换Buck 电路中器件的位置，实现升压斩波(Boost)电路的仿真。 实验过程

仿真波形 1开关信号占空比为50% 2开关信号占空比为25%

3开关信号占空比为70% 调换元件位置，实现升压斩波仿真

R L C o U i U + - + - T D 实验结论： 经仿真分析可得对于降压斩波电路（buck ）负载电压与开关信号占空比满足

；对于升压斩波电路（boost）负载电压与开关频率的关系满足 。 这次实验，我更加熟悉了Simulink的工作环境，深刻了解了Mtlab仿真的强大和实用性，也明白了一些使用的技巧，同时掌握了在Simulink的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型.通过本次实验，我认识到了建模与仿真的一般性方法，收获甚多，也更进一步了解了Matlab,Matlab不仅仅在平时的编程方面功能强大，在仿真方面也熠熠生辉。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）