電力電子課設(shè)升降壓仿真設(shè)計(jì)

1、 . . . 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)： 審定成績(jī)：重 慶 郵 電 大 學(xué)自 動(dòng) 化 學(xué) 院電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：DC-DC升降壓變換器設(shè)計(jì)與仿真研究 單位（二級(jí)學(xué)院）： 自 動(dòng) 化 學(xué) 院 學(xué) 生 姓 名： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師：設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012年6月郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院制目 錄一文獻(xiàn)綜述3二設(shè)計(jì)目的和意義3三設(shè)計(jì)原理43.1降壓斬波電路（Buck Chopper)工作原理43.2升壓斬波電路（Boost Chopper）工作原理83.3升降壓斬波電路工作原理93.4 Cuk斬波電路的工作原理11四 升降壓斬波電路仿真步驟和結(jié)果分析124.1升降壓斬波電路仿真步

2、驟124.2 不同占空比的仿真結(jié)果134.3仿真結(jié)果分析和結(jié)論15五 Cuk斬波電路仿真步驟和結(jié)果分析155.1升降壓斬波電路仿真步驟155.2 不同占空比的仿真結(jié)果165.3仿真結(jié)果分析和結(jié)論18六 一種新型的升降壓變換器的簡(jiǎn)單概述196.1 變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)196.2 工作模式的分析19七設(shè)計(jì)的心得體會(huì)20八參考文獻(xiàn)21摘 要 直流斬波電路(DC Chopper)的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，也稱為直接直流直流變換器( DC/DC Converter)。直流斬波電路的種類很多，包括6種基本斬波電路：降壓斬波電路，升壓斬波電路，升降壓斬波電路，Cuk斬波電路，Sepic斬

3、波電路，Zeta斬波電路，前兩種是最基本電路。應(yīng)用Matlab的可視化仿真工具Simulink建立了電路的仿真模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)升降壓斬波BoostBuck和Cuk電路進(jìn)行了較詳細(xì)的仿真分析。本文先分析了降壓斬波電路，升壓斬波電路，升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的工作原理，又用Matlab對(duì)升壓-降壓變換器和Cuk斬波電路進(jìn)行了仿真建模，最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié)。在這樣的基礎(chǔ)上，通過(guò)查資料，設(shè)計(jì)出了一種新型的DC-DC升降壓變換器并對(duì)其原理進(jìn)行了分析。關(guān)鍵字：升降壓斬波 Cuk斬波 Simulink仿真 新型升降壓斬波 AbstractDC Chopper circuit (DC Chop

4、per) function is will direct current into another fixed voltage or adjustable voltage DC, also called direct DC-DC Converter (DC/DC Converter). Dc chopper circuit in a variety of types, including six basic chopped circuit: buck chopped circuit, boost the chopper circuit, lift pressure chopped circui

5、t, Cuk chopped circuit, Sepic chopped circuit, Zeta chopped circuit, before two kinds are the most basic circuit. Matlab simulation tool the visualization of established Simulink simulation model of the circuit, and based on this, to lift pressure Boost chopper-Buck and Cuk circuit in detail the sim

6、ulation analysis. This paper first analyzes the buck chopped circuit, boost the chopper circuit, lift pressure chopped circuit and Cuk chopped electric circuit principle of work, and Matlab to boost-step-down converter and Cuk chopped circuit simulation modeling, finally to the simulation results we

7、re analysed. On such a basis, through the check material, designed a new type of DC-DC lift pressure converter and the principle is analyzed.Key words: lift pressure chopped Cuk chopped Simulink new lift pressure the chopper一文獻(xiàn)綜述當(dāng)今世界軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC變換器發(fā)生了質(zhì)得變化和飛躍。美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造得多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器，最大輸出功率有300

8、W、600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為（6.2、10、17）W/cm3，效率為（8090）%。日本NemicLambda公司最新推出得一種采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)得高頻開(kāi)關(guān)電源模塊RM系列，其開(kāi)關(guān)頻率為200300KHz,功率密度已達(dá)27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二極管），使整個(gè)電路效率提高到90%。直流斬波電路的應(yīng)用非常廣，但在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用時(shí)也存在一些問(wèn)題：首先電源系統(tǒng)本身的耗能元件如電源阻、濾波器阻抗、連接導(dǎo)線與接觸電阻等都會(huì)引起系統(tǒng)損耗?？煽匦推骷蘒GBT的柵極電阻Rg會(huì)隨著驅(qū)動(dòng)器件電流額定值的增大而減小，而柵極電阻Rg的變化又會(huì)對(duì)電路的性能產(chǎn)生影響。以與驅(qū)動(dòng)電路如

9、何實(shí)現(xiàn)過(guò)電流電壓保護(hù)問(wèn)題。二設(shè)計(jì)目的和意義通過(guò)本次設(shè)計(jì)，希望達(dá)到以下目的：1、理解直流斬波電路中：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的工作原理，熟悉其原理圖與工作時(shí)的波形圖，掌握著兩種電路的輸入輸出關(guān)系、電路解析方法、工作特點(diǎn)，并在理解的基礎(chǔ)上會(huì)對(duì)直流斬波電路進(jìn)行分析計(jì)算，加深對(duì)直流斬波電路的掌握與應(yīng)用。2、掌握應(yīng)用Matlab的可視化仿真工具Simulink建立電路的仿真模型的方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)升降壓斬波BoostBuck電路進(jìn)行詳細(xì)的仿真分析，以提高設(shè)計(jì)建模的能力與加強(qiáng)對(duì)Matlab/Simulink軟件的熟練程度。3、認(rèn)真分析總結(jié)仿真結(jié)果，將仿真波形與常規(guī)分析方法得到的結(jié)果進(jìn)行比

10、較，總結(jié)結(jié)論，體會(huì)Matlab軟件在電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)和研究中的應(yīng)用價(jià)值。三設(shè)計(jì)原理3.1降壓斬波電路（Buck Chopper)工作原理a) 原理圖b) 電流連續(xù)時(shí)的波形圖圖（1） 降壓斬波電路的原理圖與波形圖降壓斬波電路(Buck Chopper)的原理圖與工作波形如圖（1）所示。該電路使用一個(gè)全控型器件V圖中為IGBT，也可以使用其他器件，若采用晶閘管，需設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路。圖（1）中，為在V關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管VD。斬波電路主要用于電子電路的供電電源，也可以拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)或帶蓄電池負(fù)載等，后兩種情況下負(fù)載均會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，若負(fù)載中無(wú)反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，只需令E

11、m=0，以下的分析與表達(dá)式均可適用。當(dāng)t=t1時(shí)刻，控制V關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小，通常使串聯(lián)的電感L值較大。至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一個(gè)周期的過(guò)程。當(dāng)電路工作與穩(wěn)態(tài)時(shí)，負(fù)載電流在一個(gè)周期的初值和終值相等。負(fù)載電壓的平均值為： （1-1）式中，為V處于通態(tài)的時(shí)間；為V處于斷態(tài)的時(shí)間；T為開(kāi)關(guān)周期；為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū?。由圖可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值最大為E。減小占空比，隨之減小。因此將該電路稱為降壓斬波電路。也有很多文獻(xiàn)中直接使用其英文名稱，稱為buck變換器（Buck Converter）

12、。負(fù)載電流平均值為：（1-2）若負(fù)載中L值較小，在V關(guān)斷后，到了時(shí)刻，如圖5-1c所示，負(fù)載電流已衰減至零，出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況。根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值調(diào)制的方式不同，斬波電路可有三種控制方式：（1）保持開(kāi)關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，稱為脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,PWM）或脈沖調(diào)寬型。（2）保持開(kāi)關(guān)戴用時(shí)間不變，改變開(kāi)關(guān)周期T，稱為頻率調(diào)制或調(diào)頻型。（3）和T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。在器件V處于通態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為，可列出如下方程 （1-3） 設(shè)此階段電流初值為，解上式得 (1-4）在V處于斷態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為，可列出如下方程: （1-5）設(shè)

13、此階段電流初值為，解上式得 （1-6）當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，有 （1-7） （1-8）即V進(jìn)入通態(tài)時(shí)的電流初值就是V在斷態(tài)階段結(jié)束時(shí)的電流值，反過(guò)來(lái)，V進(jìn)入段態(tài)時(shí)的電流初值就是V在通態(tài)階段結(jié)束時(shí)的電流值。由上式可得出 （1-9） （1-10）式中，。由圖可知，和分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最大值和最小值。把上面上式用泰勒級(jí)數(shù)近似，可得 （1-11）上式表示了平波電抗器L為無(wú)窮大，負(fù)載電流完全平直時(shí)的負(fù)載電流平均值，此時(shí)負(fù)載電流最大值、最小值均等于平均值。以上關(guān)系式還可以從能量傳遞關(guān)系簡(jiǎn)單地推得。由于無(wú)窮大，故負(fù)載電流維持為，不變。電源只在V處于通態(tài)時(shí)提供能量，為。從負(fù)載看，在整個(gè)周期T中負(fù)載一直在消耗能量，

14、消耗的能量為。一個(gè)周期中，忽略電路中的損耗，則電源提供的能量與負(fù)載消耗的能量相等，即 （1-12）則 （1-13）與上述結(jié)論一致。在上述情況中，均假設(shè)L值為無(wú)窮大，負(fù)載電流平直的情況。這種情況下，假設(shè)電流平均值為，則有： （1-14）其值小于等于負(fù)載電流，由上式得： （1-15）即輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。假如負(fù)載中值較小，則有可能出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況。利用與前面類似的解析方法，可對(duì)電流斷續(xù)的情況進(jìn)行解析。電流斷續(xù)時(shí)有，且時(shí)，利用式(1-4)和(1-6)可求出為： （1-16）電流斷續(xù)時(shí)，由此得出電流斷續(xù)的條件為： （1-17）對(duì)于電路的具體工況，可根據(jù)此式判斷

15、負(fù)載電流是否連續(xù)。在負(fù)載電流斷續(xù)工作的情況下，負(fù)載電流一降到零，續(xù)流二極管VD即關(guān)斷，負(fù)載兩端電壓等于。輸出電壓平均值為： （1-18）不僅與占空比有關(guān)，也和反電動(dòng)勢(shì)有關(guān)。此時(shí)負(fù)載電流平均值為： （1-19）3.2升壓斬波電路（Boost Chopper）工作原理a) 原理圖b) 波形圖圖（2） 升壓斬波電路的原理圖與波形圖 分析升壓斬波電路的工作原理時(shí)，首先假設(shè)電路中的電感值很大，電容值也很大。當(dāng)可控開(kāi)關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源向電感充電，充電電流基本恒定為,同時(shí)電容上的電壓向負(fù)載供電。因值很大，基本保持輸出電壓為恒定值，記為。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為，此階段電感上積蓄的能量為。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)和共同向

16、電容充電并向負(fù)載提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為，則在此期間電感釋放的能量為(-)。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期中電感積蓄的能量于釋放的能量相等，即=(-) （1-20） 化簡(jiǎn)得:= （1-21）式中，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。也有文獻(xiàn)中直接采用其英文名稱，稱之為(Boost Converter).式中表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓的大小，調(diào)節(jié)的方法與前面章節(jié)介紹的改變占空比的方法類似。將升壓比的倒數(shù)記作，即=。則和占空比有如下關(guān)系： （1-22）因此，公式可表示為：= （1-23）升壓斬波電路之所以能使輸出電壓高于電源電壓，關(guān)鍵有兩個(gè)原因：一是電感儲(chǔ)能之后具有使

17、電壓汞升的作用，而是電容可輸出電壓保持住。在以上分析中，認(rèn)為V處于通態(tài)期間因電容的作用使得輸出電壓不變，但實(shí)際上值不可能無(wú)窮大，在此階段其向負(fù)載放點(diǎn)，必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低于式子所得結(jié)果。不過(guò)，在電容值足夠大時(shí)，誤差很小，基本可以忽略。如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量?jī)H由負(fù)載消耗，即： （1-24）該式表明，與降壓斬波電路一樣，生涯斬波電路也可以看成是直流變壓器。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)并結(jié)合式中得出輸出電流的平均值為： （1-25） 由式子即可得出電源電流為 （1-26）3.3升降壓斬波電路工作原理（1）V通時(shí)，電源E經(jīng)V向L供電使其貯能，此時(shí)電流為。同時(shí)，C維持輸出電壓恒定并向負(fù)

18、載R供電。（2）V斷時(shí)，L的能量向負(fù)載釋放，電流為。負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。a) 原理圖b) 波形圖圖（3） 升壓/降壓斬波電路的原理圖與波形圖數(shù)量關(guān)系：穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T電感L兩端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即： （1-27）當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，；當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，；于是： （1-28）所以輸出電壓為： （1-29） 由此可見(jiàn)，改變導(dǎo)通占空比，就能夠控制斬波電路輸出電壓U。的大小。當(dāng)0<<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<<1時(shí)為升壓，故稱作升降壓斬波電路。圖（3）b)中給出了電源電流i1和負(fù)載電流i2的波形，設(shè)兩者的平均值分別為I1和

19、I2，當(dāng)電流脈動(dòng)足夠小時(shí)，有： （1-30）由上式可得： （1-31）如果V、VD為沒(méi)有損耗的理想開(kāi)關(guān)時(shí)，則： （1-32）其輸出功率和輸入功率相等，可將其看作直流變壓器。3.4 Cuk斬波電路的工作原理（1）V通時(shí)，E-L1-V回路和RL2CV回路有電流。 （2）V斷時(shí)，EL1CVD回路和RL2VD回路有電流。 （3）輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。（4）電路相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。圖(4) Cuk斬波電路與其等效電路數(shù)量關(guān)系：V處于通態(tài)的時(shí)間，則電容電流和時(shí)間的乘積為。V處于斷態(tài)的時(shí)間，則電容電流和時(shí)間的乘積為。由此可得： (1-33) (1-34)優(yōu)點(diǎn)：輸入電源電流和輸出

20、負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。4 升降壓斬波電路仿真步驟和結(jié)果分析4.1升降壓斬波電路仿真步驟1.根據(jù)升降壓斬波電路原理圖，建立升壓-降壓式變換器仿真模型，如圖（5）所示：圖（5）升壓-降壓式變換器仿真模型2.由IGBT構(gòu)成直流降壓斬波電路(Buck Chop-per)的建模和參數(shù)設(shè)置：（1）電壓源參數(shù)取Uo=100V； （2）IGBT按默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，并取消緩沖電路；（3）二極管按默認(rèn)參數(shù)設(shè)置；（4）負(fù)載參數(shù)取R50 ，C3e06 F；（5）電感支路L95e-5H（6）打開(kāi)仿真參數(shù)窗口，選擇ode23tb算法，相對(duì)誤差設(shè)置為1e-03，開(kāi)始仿真時(shí)間設(shè)置為0，停止仿

21、真時(shí)間設(shè)置為0.002 s；（7）控制脈沖周期設(shè)置為1e-04s,控制脈沖占空比分別設(shè)為10、25%、50、75%。4.2 不同占空比的仿真結(jié)果1.脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的10%，仿真結(jié)果如圖（6）所示：圖（6）控制脈沖占空比10%從圖(6)可以看出，負(fù)載上平均電壓大約為11 V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。2.脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的25%，仿真結(jié)果如圖（7）所示：圖（7）控制脈沖占空比25%從圖(7)可以看出，負(fù)載上平均電壓大約為33 V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降

22、壓斬波理論吻合。3.脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的50%，仿真結(jié)果如圖（8）所示:圖（8）控制脈沖占空比50%從圖(8)可以看出，負(fù)載上平均電壓大約為100 V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。4.脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的75%，仿真結(jié)果如圖（9）所示：圖（9）脈沖占空比75%從圖(9)以看出，負(fù)載上平均電壓大約為300V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。4.3仿真結(jié)果分析和結(jié)論(1) 直流斬波電路可將直流電壓變換成固定的或可調(diào)的直流電壓，使用直流斬波技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)

23、調(diào)壓的功能，而且還可以達(dá)到改善網(wǎng)側(cè)諧波和提高功率因數(shù)的目的。直流斬波技術(shù)主要應(yīng)用于已具有直流電源需要調(diào)節(jié)直流電壓的場(chǎng)合。(2) 升降壓斬波電路（Boost- Buck Chopper）能夠方便的調(diào)節(jié)輸出電壓，由于輸出電壓為： ；若改變導(dǎo)通比，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低，當(dāng)0<<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<<1時(shí)為升壓，輕松實(shí)現(xiàn)直流變換中的升壓和降壓作用，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用廣泛。(3) 直流變換電路主要以全控型電力電子器件作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)控制主電路的接通與斷開(kāi)，將恒定的直流斬成斷續(xù)的方波，經(jīng)濾波后變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流輸出電壓。利用Simulink對(duì)降壓斬波電路

24、和升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。(4) 采用Matlab/Simulink對(duì)直流斬波電路進(jìn)行仿真分析，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計(jì)算過(guò)程，得到了一種較為直觀、快捷分析斬波電路的新方法。同時(shí)其建模方法也適用于其他斬波電路的方針，只需對(duì)電路結(jié)構(gòu)稍作改變即可實(shí)現(xiàn)，因此實(shí)用性較強(qiáng)。(5) 應(yīng)用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真，在仿真過(guò)程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀的觀察到仿真結(jié)果隨參數(shù)的變化情況，方便學(xué)習(xí)與研究。5 Cuk斬波電路仿真步驟和結(jié)果分析5.1升降壓斬波電路仿真步驟1.根據(jù)Cuk斬波電路

25、原理圖，建立Cuk變換器仿真模型，如圖（10）所示：圖（10）升壓-降壓式變換器仿真模型2. 由IGBT構(gòu)成直流Cuk斬波電路的建模和參數(shù)設(shè)置：（1）電壓源參數(shù)取Uo=100V； （2）IGBT按默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，并取消緩沖電路；（3）二極管按默認(rèn)參數(shù)設(shè)置；（4）負(fù)載參數(shù)取R50 ，C3e06 F；（5）電感支路L95e-5H（6）打開(kāi)仿真參數(shù)窗口，選擇ode23tb算法，相對(duì)誤差設(shè)置為1e-03，開(kāi)始仿真時(shí)間設(shè)置為0，停止仿真時(shí)間設(shè)置為0.002 s；（7）控制脈沖周期設(shè)置為1e-04s,控制脈沖占空比分別設(shè)為25%、50、75%。5.2 不同占空比的仿真結(jié)果1、脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬

26、的25%，仿真結(jié)果如圖（11）所示：圖（11）控制脈沖占空比25%從圖（11）可以看出，負(fù)載上平均電壓大約為33 V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。2、脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的50%，仿真結(jié)果如圖（12）所示：圖（12）控制脈沖占空比50%從圖(12)可以看出，負(fù)載上平均電壓大約為100 V，波形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。3、脈沖發(fā)生器中的脈沖寬度設(shè)置為脈寬的75%，仿真結(jié)果如圖（13）所示：圖（13）脈沖占空比75%從圖(13)以看出，負(fù)載上平均電壓大約為300V，波

27、形為有少許波紋的直流電壓；理論計(jì)算：，Uo與E極性相反；仿真結(jié)果與升降壓斬波理論吻合。5.3仿真結(jié)果分析和結(jié)論1、Cuk斬波電路可將直流電壓變換成固定的或可調(diào)的直流電壓，使用Cuk斬波技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的功能，而且還可以達(dá)到改善網(wǎng)側(cè)諧波和提高功率因數(shù)的目的。直流斬波技術(shù)主要應(yīng)用于已具有直流電源需要調(diào)節(jié)直流電壓的場(chǎng)合。2、Cuk斬波電路能夠方便的調(diào)節(jié)輸出電壓，由于輸出電壓為： ；若改變導(dǎo)通比，則輸出電壓可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低，當(dāng)0<<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<<1時(shí)為升壓，輕松實(shí)現(xiàn)直流變換中的升壓和降壓作用，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用廣泛。3、Cuk斬波電路主要以全控

28、型電力電子器件作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)控制主電路的接通與斷開(kāi)，將恒定的直流斬成斷續(xù)的方波，經(jīng)濾波后變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流輸出電壓。利用Simulink對(duì)降壓斬波電路和升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。 4、優(yōu)點(diǎn)：輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于濾波。6 一種新型的升降壓變換器的簡(jiǎn)單概述6.1 變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（14）所示是設(shè)計(jì)新穎的DCDC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該DCDC變換器為前后級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，前級(jí)是由、L、C、構(gòu)成降壓變換電路，后級(jí)是由、L、C構(gòu)成升壓變換電路，其中、L、C均出現(xiàn)在前、后級(jí)變電路中。

29、圖（14）新型的DCDC變換器的原理圖從圖（14）中可以看出，采用PWM 方式控制兩個(gè)主開(kāi)關(guān)管、存在一定的困難，因?yàn)樗鼈兊目刂贫瞬还驳?。為了?shí)現(xiàn)兩路控制信號(hào)共地，也只能選用功率晶體管。為此，在圖（14）所示的主變換電路中增加了輔助開(kāi)關(guān)管，且由NPN型改為PNP型，顯然、是共地的，、是同步開(kāi)關(guān)的，這就實(shí)現(xiàn)了兩路控制信號(hào)的共地。這樣，原本通過(guò)控制、來(lái)控制電路的工作狀態(tài)，現(xiàn)在是通過(guò)、來(lái)控制，稱為降壓斬波輔助開(kāi)關(guān)，稱為升壓斬波主開(kāi)關(guān)、稱為降壓斬波主開(kāi)關(guān)。6.2 工作模式的分析假設(shè)所用電力電子器件理想、電感和電容均為無(wú)損耗的理想儲(chǔ)能元件以與不計(jì)線路阻抗，且變換器始終處于電流連續(xù)的狀態(tài)。該DCDC變換器有兩種典型的工作模式降壓工作模式和升壓工作模式，下面分別來(lái)分析這兩種工作模式。降壓工作模式：當(dāng)截止，以PWM 方式工作，變換器處于降壓工作模式。此時(shí)，變換器與Buck變換器相比僅僅是多了一個(gè)二極管，而這一個(gè)二極管的加入對(duì)Buck變換器的工作無(wú)任何影響。因此，處于降壓工作模式的變換器等效于Buck變換器，相應(yīng)的電壓變換關(guān)系為：式中：Ui輸入電壓；Uo輸出電壓； T的占空比。升壓工作模式：當(dāng)全導(dǎo)通，以PWM 方式工作，變換器處于升壓工作模式。此時(shí)，變換器與Boost變換器相. 比多了一個(gè)全導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)管和一個(gè)二極管，而這兩個(gè)器件的加入對(duì)Boost變換器的工作無(wú)任何影響。因此，處于升壓