Sepic電路課程設(shè)計說明書

1、同）孝南福?火審SouthChinaUniversityofTechnology課程設(shè)計說明書課程名稱：電力電子課程設(shè)計設(shè)計題目：SepicSepic 電路的建模與仿真專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：20092009 級電氣（4 4）班學號：200930213291200930213291姓名：姓培正指導教師：郭紅霞華南理工大學電力學院20132013 年 1 1 月課程設(shè)計任務(wù)書1.1. . .題目SepicSepic 電路建模、仿真2.2.任務(wù)建立 SepicSepic 電路的方程，編寫算法程序，進行仿真，對仿真結(jié)果進行分析，合理選取電路中的各元件參數(shù)。3.3.要求課程設(shè)計說明書采用 A4A

2、4 紙打印， 裝訂成本； 內(nèi)容包括建立方程、編寫程序、仿真結(jié)果分析、生成曲線、電路參數(shù)分析、選定。V1=20V1=2040V40VV2=26VV2=26VI Io=0=01A1AF=50kHF=50kHz指導教師評語：指導教師：2013 年月目錄1Sepic 電路分析 11.1 Sepic 電路簡介 11.2 原理分析 11.3 電力運行狀態(tài)分析 22Sepic 電路各元件的參數(shù)選擇 72.1 Sepic 電路參數(shù)初值 72.2 電路各元件的參數(shù)確定 73 控制策略的設(shè)定 114Matlab 編程仿真 12根據(jù)狀態(tài)方程編寫 Matlab 子程序 12求解算法的基本思路 13Matlab 求解

3、Sepic 電路主程序 155 通過分析仿真結(jié)果合理選取電路參數(shù) L1,L2,01,C2183.1.參數(shù)L1的確定 183.2參數(shù) L2的確定 203.3參數(shù) 01的確定 213.4參數(shù) 02的確定 223.5采用校核后的參數(shù)仿真 246 采用 Matlab 分析 Sepic 斬波電路的性能 24計算電感 L2 的電流IL2出現(xiàn)斷續(xù)的次數(shù) 24紋波系數(shù)的計算 25電壓調(diào)整率 25負載調(diào)整率 26電路的擾動分析 277 參考文獻 30Sepic電路分析Sepic 電路簡介Sepic 斬波電路是開關(guān)電源六種基本 DC/DC 變換拓撲之一，是一種允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓的 DC/DC

4、斬波電路。其輸出電壓由主控開關(guān)（三極管或 MOS 管）的占空比控制。SEPIC 變換器是一種四階非線性系統(tǒng),因具有可升降壓、同極性輸出、輸入電流脈動小、輸出易于擴展等特點，而廣泛應用于升降壓型直流變換電路和功率因數(shù)校正電路。這種電路最大的好處是輸入輸出同極性。尤其適合于電池供電的應用場合，允許電池電壓高于或者小于所需要的輸入電壓。比如一塊鋰電池的電壓為3V4.2V,如果負載需要3.3V,那么Sepic電路可以實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。另外一個好處是輸入輸出的隔離，通過主回路上的電容 C1 實現(xiàn)。同時具備完全關(guān)斷功能，當開關(guān)管關(guān)閉時，輸出電壓為 0V。原理分析Sepic 斬波電路的原理圖如圖 1 所示。由可

5、控開關(guān) Q、儲能電感 LI、L2二極管 D、儲能電容 CI、濾波電容 C2、負載電阻 R 和控制電路等組成。i1i2圖 1、Sepic 斬波電路的原理圖Sepic 斬波電路的基本工作原理是：當開關(guān)管 Q 受控制電路的脈沖信號觸發(fā)而導通時，VILIQ回路 CIQL2回路同時導通，LI和 L2儲能。V 處于斷態(tài)時，VILICID負載（C2和 R）回品&及 L2D負載回路同時導通，此階段 VI和 LI既向負載供電，同時也向 CI充電，CI儲存的能量在 Q 處于通態(tài)時向 L2轉(zhuǎn)移。VQvDSL2C2Sepic 斬波電路的輸入輸出關(guān)系由下式給出:電力運行狀態(tài)分析對于理想情況下的電品&分析，儲能電感 Li

6、、L2足夠大，其時間常數(shù)遠大于開關(guān)的周期，流過儲能電感的電流 IL可近似認為是線性的。電容 Ci、C2也足夠大，能夠維持兩端電壓恒定。止匕外，開關(guān)管 Q 及二極管都具有理想的開關(guān)特性。分析電路圖可以得到：Q 開通時電路運行分析(1)toffT-ton1-：mioutMOSFET 開通時的等效電路如圖 2 所示：圖 3、Q 開通時的等效電路圖Q 開通時，輸入電源 Vi對 Li充電，儲能電容 Ci對 L2充電，電容 C2維持著負載 R的兩端電壓。此時有VLI=ViVL2=Vcii=_|Ci2I3c2i.3.2Q 關(guān)斷時電路運行分析Q 關(guān)斷后，充在電感 Li上的電荷對電容 Ci放電，充在電感 L2上

7、的電荷通過二極管 D 對負載放電。此時有O_T_T+v2?V2MOSFET 關(guān)斷時的等效電路如圖 2 所示:Vi-VL1-VciiC1=11穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T 內(nèi)電感 L 兩端電壓 UL對時間的積分為零，即Tu uLdtdt= =0 00當 Q 處于通態(tài)時，電感 LL2兩端的電壓分別為V1、VC1,當 Q 處于關(guān)斷時,電感LI、L2兩端的電壓分別為VI-VCI-V2W2。將數(shù)據(jù)代入式 4 得:toMFV1-V2-VC1=0tonVC1%(2)=0穩(wěn)態(tài)時，電容 C 的電流在一個周期 T 內(nèi)的平均值應為零，也就是其對時間的積分為零，即Tidt=0idt=00c當 Q 處于通態(tài)時，流過電容C1、C

8、2的電流分別為“-卜當 Q 處于關(guān)斷時，流過電容 C1、C2的電流分別為11、IlI2V2將數(shù)據(jù)代入式 7 得:1.3.3 輸入直流電壓I2V2(3)V1和輸出直流電壓 V2的關(guān)系(4)(5)求解得:V2toffV11-1(6)求解得:Ionl2FV2ton(二)I1V2由式 6 知，V2大小。即當 tontoff時,toff(I1V2)=0RV1,所以可通過控制占空比1、工a0.5,1.3.4 電路的狀態(tài)方程(8)(9)的大小來控制輸出電壓 V2的V2V1,電路屬于升壓式。由圖 2、3 可知，等效電路與開關(guān) Q 的狀態(tài)有關(guān),所以 Sepic 斬波電路可分為 Q 通態(tài)和 Q 斷態(tài)兩個狀態(tài)來分析

9、。1）當 Q 處于通態(tài)，系統(tǒng)的微分方程組如下所示diL1VIdtL1diL2VC1dtL2dVd-iL2dtC1(10)dVC2一VC2dtRC22）當 Q 處于斷態(tài)，系統(tǒng)的微分方程組如下所示diL1V1-VC2-VC11L1di-Vdt(dVcidtRC23)當 Q 處于斷態(tài)時，充在電感 L1 上的電荷對電容 C1 放電，充在電感 L2 上的電荷通過二極管 D 對負載放電，即此過程有可能會出現(xiàn)電感電流的斷續(xù)。由于電感 L1 直接與電源相連，故一般來說 L1 的電流不會出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，下面主要討論電感 L2 出現(xiàn)斷續(xù)后，微分方程組的變化。電感 L2 斷續(xù)后，即12=0,此時微分方程組如下所示：d

10、iL1V1-VC2-VdLIIC2CIL1一VC2L2dVd設(shè)丫=iL1,Y(2)=丑，Y(3)=Vd,Y(4)=V02,將其代入式 10、11,合并后如下：Ci(11)dVC2LiVC2dtdtdtC1(12)dVC2VC2dtC2RC2rY(1)=-(Y(3)Y(4)/L1u(Y(3)Y(4)/L1V1/L1Y(2)=-Y(4)/L2+u(Y(3)+Y(4)/L2I*(13)Y(3)=Y(1)/g.u(Y(1)Y(2)/C1Y(4)=(Y(1)+Y(2)/C2-Y(4)/(RC2)-u(Y(1)+Y(2)J其中， u=1 表示 Q 處于導通狀態(tài)， u=0 表示 Q 處于關(guān)斷狀態(tài)。 此外，

11、u=0 同時令丫=0,即表示 Q 關(guān)斷時電感 L2 的電流出現(xiàn)斷續(xù)時的狀態(tài)。2Sepic電路各元件的參數(shù)選擇Sepic 電路參數(shù)初值題目中給定，輸入電壓 V1=2040V,輸出電壓 V2=26V,負載電流 Io=01A,開關(guān)管Q 的控制端的信號頻率 F=50kHZ,即周期 T=2*10-5s。為了簡化電路計算，更好地描述電路運行狀態(tài)，現(xiàn)作如下假設(shè)：(1)電源電壓為 40V 時為最差狀態(tài)。(2)電路能達到滿載電流 1A。(3)忽略開關(guān)管的正向?qū)▔航岛投O管的正向壓降。(4)忽略線路電阻和電磁振蕩所造成的能量損耗。電路各元件的參數(shù)確定負載電阻 RL的確定負載電阻 RL按式 14 確定求得負載電阻

12、 RL=26Q.電感 Li、L2的確定SPEIC 使用兩個電感 L1和 L2,這兩個電感可以繞在同一個磁芯上，因為在整個開關(guān)周期內(nèi)加在它們上面的電壓是一樣的。使用耦合電感比起使用兩個獨立的電感可以節(jié)省 PCB 的空間并且可以降低成本。RLV2Io(14)確定電感的一個好規(guī)則就是，在最小輸入電壓下，使得紋波電流峰峰值大約等于最大輸入電流的 40%。 在數(shù)值相同的電感 L1和 L2中流動的紋波電流由下面公式算出：Vout26.：|L=|in40%=Iout40%=140%A-0.52AVin(min)20電感由 15 式求得Vin(min)20263L1=L2=L=xamax=父mH=0.435m

13、H(15i2maxILf0.525026-20f 為開關(guān)頻率，0max是最小 Vin時的占空比。維持電感發(fā)揮作用的電感峰值電流還沒有飽和，可由下式計算：Vout40%IL1(peak)=Iout父父(1+)=1.56AVin(min)2/40%、k、=I+父(1+)=1.2AL2(peak)out2如果 LI和 L2繞在同一個磁芯上，因為互感作用上式中的電感值就可用 2L 代替電感值可這樣計算:L丫舊丫舊gin)2026L1=L2=二二.max=mH=0.218mH2max22ILf20.52502620儲能電容 Ci的確定儲能電容 CI的選擇主要看 RMS 電流(有效電流)，可由下式得出：S

14、EPIC 電容必須能夠承受跟輸出功率有關(guān)的有效電流。這種特性使 SEPIC 特別適用于流過電容的有效電流(跟電容技術(shù)有關(guān))相對較小的小功率應用。SEPIC電容的電壓額定值必須大于最大輸入電壓。C1的紋波電壓的峰峰值可以這樣計IAVC1Joutmax(16)C1f取&Vci=0.4V 得Ci=28.261uF。滿足需要的有效電流的電容在 Ci上一般不會產(chǎn)生太大的紋波電壓，因此峰值電壓通常接近輸入電壓。濾波電容 C2的確定在 SEPIC 中，當電源開關(guān) Q1 打開時，電感充電，輸出電流由輸出電容提供。因此輸出電容會出現(xiàn)很大的紋波電流。選定的輸出電容必須能夠提供最大的有效電流。輸出電容上的有效電流是

15、：ESRESL 和大容量的輸出電容直接控制輸出紋波。如圖 4 所示，假設(shè)一半紋波跟 ESR 有關(guān)，另外一半跟容量有關(guān)，因此輸出電容必須滿足有效電流、ESR 和容量的需求。取紋波電壓為 2%的輸出電壓Iout126.C2二二max=3F=43.480JFVripple0.5f0.02260.5501046ESR工V05ripple.5II0.2260.52.76=0.942,JC2IOUTV05fripple2(17)1Cout(RMS)A=1.140A圖 5、輸出紋波電壓輸出二極體的選擇選擇能夠承受峰值電流和反向電壓的二極體。在 SPEIC 中，二極體的峰值電流跟開關(guān)的峰值電流 iQIpeak

16、相同。二極體必須承受的最小反向峰值電壓是：VRD1=Vin+Vout=66V(18)跟升壓轉(zhuǎn)換器相似，二極體的平均電流跟輸出電流相同。二極體的功耗等于輸出電流乘以二極體的正向壓降。為了提高效率建議使用肖特基二極體。功率 MOSFET 的選擇最小閾值電壓 Vth(min)、導通電阻 RDS(ON)、柵漏電荷 QGD和最大漏源電壓 VDS(max)是選擇 MOSFET 的關(guān)鍵參數(shù)。邏輯電平或子邏輯電平閾值 MOSFET 應該根據(jù)柵極電壓使用。峰值開關(guān)電壓等于 Vin+Vouto峰值開關(guān)電流由下式計算：I-I，I-276AQ1(peak)1L1(peak)L2(peak)-J流過開關(guān)的 RMS電流由

17、下式給出：(V0UTVIN(min)V0UTIOUT7.733A:.VIN(min)MOSFET 的散耗功率 PQI大概是:2QGDfPQ1IQ1(RMS)RDS(ON)-max(VIN(min)V0UT)IQ1(peak)IGATEPQI,MOSFET 總的功耗包括導通損耗(上式第一項)和開關(guān)損耗(上式第二項)。IGATE為柵極驅(qū)動電流。RDS(ON)值應該選最大工作結(jié)溫時的值，一般在 M0SFET資料手冊中給出。要確保導通損耗加上開關(guān)損耗不會超過封裝的額定值或者超過散熱設(shè)備的極限。2.2.7 編程計算所需參數(shù)在下面編程計算過程中，所需的電路參數(shù)如表 1 所示：表 1、Sepic 斬波電路各

18、元件參數(shù)值電路負裁電阻電感 LI電感 L2電容 CI電容 C2頻率 F元件(Q)(mH)(mH)(N)(N)(kHZ)數(shù)值260.4350.43528.26143.48050(19)(20)(21)IQ1(RMS)3控制策略的設(shè)定由V2=tVi=，一Vi知，a=,由于 V2=26V,VI=2040V,即有toff1-二ViV2a=0.394-0.565。Vi初值為 40V,即占空比 a 的初值為 0.394.由于輸入不穩(wěn)定，要想得到穩(wěn)定的輸出，需要對占空比 a 擬定相應的控制策略。本例采用的控制策略為：在每一次循環(huán)的結(jié)尾處對占空比 d(i)作一定的調(diào)整，滿足下式d(i+1)=d(i)+k父(2

19、6-uo(i)(22)其中，k 取 0.00003,uo(i)為每次計算后的輸出電壓 V2,26 為理想輸出電壓。當uo(i)0,即對占空比進行正向的調(diào)整，占空比1增大，由式uo(i戶2可知，輸出的uo(i)增大，即縮小與 26 的差距。-1di反之，當uo(i)26時，kx(26-uo(i)0,即對占空比進行負向的調(diào)整，占空比減小，輸出的uo(i)也變小，使輸出逼近 26。由上面分析可知，只要 k 取值足夠小，循環(huán)次數(shù) n 足夠大，可以使輸出電壓uo(i)穩(wěn)定在 26V 附近。雖然 k 的取值越小，精度越高，但是 k 取值變小的同時也要求迭代次數(shù)n 變大，否則迭代 n 次后還沒有收斂結(jié)束。另

20、一方面，迭代次數(shù) n 的增大使得程序運行時間變長，本例選擇 k=0.00003,n=2500,程序運行一次的時間約為 5s。根據(jù)對輸出電壓平均值進行調(diào)制的方式不同，斬波電路可有三種控制方式：1)保持開關(guān)周期 T 不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導通時間 ton,稱為脈沖寬度調(diào)制。2)保持開關(guān)導通時間 ton不變，改變開關(guān)周期 T,稱為頻率調(diào)制。)ton和 T 都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。根據(jù)題目要求,開關(guān)頻率 F 固定為 50kHZ,故應采取第一種控制方式。Matlab編程仿真在電力電子技術(shù)教學中,通常利用 PowerPoint,Authorware,VB,Flash等軟件輔助教學，這些軟件雖然可以提供一

21、些比較生動的動畫和波形，但其并非仿真軟件，關(guān)于電力電子器件的物理概念不突出，且應用靈活性較差。EWB、PSpiceProtel、Matlab、SABER、PLECS 等專用軟件體現(xiàn)了很好的靈活性，能夠很好地滿足教學要求。在這些軟件中，Matlab/Simulink 軟件構(gòu)建仿真系統(tǒng)較靈活，被廣泛應用于電力電子技術(shù)教學中；PLECS 軟件能為系統(tǒng)級電路仿真提供一個與 Simulink 模型完全無縫的結(jié)合，在電力電子系統(tǒng)和電力驅(qū)動器的模擬上可以進行簡化，其仿真速度快，開關(guān)轉(zhuǎn)換理想化，穩(wěn)定性好。因此，Matlab 和 PLECS 軟件相結(jié)合進行電力電子系統(tǒng)仿真是一種十分理想的選擇。 下面采用 Mat

22、lab 對 Sepic 進行仿真計算并分析仿真結(jié)果。根據(jù)狀態(tài)方程編寫 Matlab 子程序根據(jù)上述的電路分析可知，電路可能出現(xiàn)三種狀態(tài)，每一種狀態(tài)對應著不同的微分方程組。 根據(jù)綜合后的微分方程式 13,可建立對應于電路的三種工作狀態(tài)的子函數(shù)。 綜合后的微分方程所下所示rY(1);一(Y(3)Y(4)/LIu(Y(3)Y(4)-1I*Y(2)二一 Y(4)/L2u(Y(3)Y(4)/L2Y(3)=Y(1)/CI-u(Y(1)Y(2)/C1Y(4)=(Y(1)+Y(2)/C2-Y(4)/(RC2)-u(Y(1)+Y(2)01）建立子函數(shù) fun1.mQ 開通時，輸入電源 VI對 LI充電，儲能電容

23、 CI對 L2充電，電容 C2維持著負載 R的兩端電壓。此時根據(jù)式 23,令 u=1,可得此時的微分方程，子函數(shù)語句如下：functiondy2=fun1(t,y);globalV1RL1C1C2L2;%定義全局變量 dy2=V1/L1;y(3)/L2;-y(2)/ci；-y(4)/(C2*R);%狀態(tài)一的微分方程2)建立子函數(shù) fun2.mQ 關(guān)斷后， 充在電感 Li上的電荷對電容 Ci放電， 充在電感 L2上的電荷通過二極管 D對負載放電。此時根據(jù)式 23,令 u=0,可得此時的微分方程，子函數(shù)語句如下：functiondy=fun2(t,y);globalV1RLiCiC2L2;%定義全

24、局變量dy=(V1-y(3)-y(4)/L1;-y(4)/L2;y(i)/Ci;(y(i)+y(2)-y(4)/R)/C2;%狀態(tài)二的微分方程3)建立子函數(shù) fun3.mQ 關(guān)斷時電感 L2 對負荷放電，放電結(jié)束后電流出現(xiàn)斷續(xù)，此時根據(jù)式 23,令 u=0、丫=0可得此時的微分方程，子函數(shù)語句如下：functiondydt=fun3(t,y)globalViRLiCiC2L2;%定義全局變量dydt=(Vi-y(3)-y(4)/Li;0;y(i)/Ci;(y(i)-y(4)/R)/C2;%狀態(tài)三的微分方程求解算法的基本思路基于 Matlab 編程采用的思路如下所示算法流程圖Matlab 求解

25、Sepic 電路主程序在 4.1 中建立了三個 Matlab 的子程序 funl.m、fun2.m、fun3.m,分別對應了電路的三種狀態(tài)。其中 fun1.m 為開關(guān)管 Q 導通時的微分方程模型，fun2.m 為開關(guān)管 Q 關(guān)斷時的微分方程模型，fun3.m 為開關(guān)管 Q 關(guān)斷時電感 L2放電結(jié)束后的微分方程模型。根據(jù)4.2 的算法流程圖編寫的 Matlab 主程序如下：主程序：clear;globalV1RL1C1C2L2dfnm;%定義全局變量m=0;%記錄電感L2的電流斷續(xù)的次數(shù)R=26;L1=0.435e-3;L2=0.435e-3;C1=28.261e-6;C2=43.480e-6;

26、f=50000;T=1/f;n=2500;%迭代的次數(shù)V1=20+20*rand(1);%輸入電壓為2040Vd=0.394*ones(n,1);%定義占空比初值為0.394的一組向量uo=zeros(n,1);%定義輸出初值1的一組向量yy=0,0,0,0;%微分方程求解的初值fori=1:n;ton=d(i)*T;toff=T-ton;%ton為導通時間，toff為關(guān)斷時間t,y1=ode45(fun1,linspace(0,ton,6),yy);yy=y1(end,:);%將導通時間的末值作為關(guān)斷時間的初值t,y2=ode45(fun2,linspace(ton,T,6),yy);yy=

27、y2(end,:);%將關(guān)斷時間的末值作為下一次導通時間的初值ify2(end,2)0%如果電流末值小于零，重新計算關(guān)斷時間內(nèi)的電壓、電流fora=1:length(y2)%找出匕=0的點ify2(a,2)=1;d(i+1)=0.999;elseifd(i+1)=0;d(i+1)=0.001;endenduo(i)%畫圖figure(1);plot(linspace(0,1/100000*n,n),uo);title(輸出電壓V2的波形圖)xlabel(t(s)ylabel(V2(V)gridon;%輸出為uo%輸出電感L1電流%輸出電感L2電流%輸出電容C1電壓%每次迭代調(diào)整占空比%畫出輸出

28、電壓V2波形figure(2);plot(linspace(0,1/100000*n,n),I1);title(I1的波形圖)xlabel(t(s)ylabel(I1(A)gridon;figure(3);plot(linspace(0,1/100000*n,n),I2);title(I2的波形圖,)xlabel(t(s)ylabel(I2(A)gridonfigure(4);plot(linspace(0,1/100000*n,n),VC1);title(VC1的波形圖)xlabel(t(s)ylabel(VC1(V)gridon;程序運行后，結(jié)果如下所示：其中輸出電壓 V2 的波形圖%畫出

29、電感L1電流波形%畫出電感L2電流波形%畫出電容C1電壓波形V2 輸出為 25.9920V。100.0050.010,0150.020.025t(s)-1000.0050.010,0150.020.025t(s)I1 的波形圖輸出電壓 V2電感 L1 電流 IL15通過分析仿真結(jié)果合理選取電路參數(shù)Li,L2,%,C2預設(shè)參數(shù)為 L1=0.435mH,L2=0.435mH,C1=28.261uF,C2=43.480uF,現(xiàn)通過 Matlab 仿真結(jié)果對比分析波形，對參數(shù)進行校核。參數(shù) Li的確定1） 減小 L1,L1 取 0.2mH,輸出電壓 V2 波形如下， 止匕時 V2 不能很好地收斂,波形

30、出現(xiàn)畸變。電感 L2 電流 IL2VC1 的波形圖0.0050.010,0150.020.025t(s)電容 C1 電壓 Vci2）增大 L1,L1 取 2mH,輸出電壓 V2 波形如下，此時 V2 得到很好地收斂，收斂速度較快。3）增大 L1,L1 取 20mH,輸出電壓 V2 波形如下，此時 V2 得到很好地收斂，振蕩次數(shù)更少，超調(diào)量也得到一定的下降，收斂速度更快。由上面的分析可知，一方面 L1 太小會使 V2 不能收斂；另一方面，增大 L1可以加快 V2 的收斂速度。此外，當 L1 取值足夠大后，再增大 L1,此時收斂速度變化不明顯。綜上，可將 L1 取值為 10mHo參數(shù) L2的確定1

31、）減小 L2,L2 取值為 0.1mH,此時輸出電壓收斂速度變快，但是超調(diào)量較大。2）增大 L2,當 L2 取為 4mH,此時輸出電壓收斂速度變慢，但超調(diào)量明顯減小3）繼續(xù)增大 L2,當 L2 取值為 10mH 時，超調(diào)量雖然較小，但輸出電壓 V2 不能穩(wěn)定在一個較小的范圍綜上，增大 L2 可以減小超調(diào)量，但是收斂速度變慢，且 L2 太大時會使得輸出電壓 V2 不能穩(wěn)定在一個較小的范圍。本例取 L2=2mH參數(shù)C C1的確定1）減小 C1,C1 取 5uF,輸出電壓 V2 波形如下，此時 V2 收斂速度加快，但是 V2 最終的脈動較大。輸出電壓V2的波形圖t(s)2)增大 C1,C1 取 50

32、uF,輸出電壓 V2 波形如下，此時 V2 收斂速度緩慢，只要仿真時間足夠，V2 能得到較好的收斂。t(s)綜上，增大 C1 會使 V2 的收斂過程變慢，但 C1 過小會使 V2 脈動變大。綜合兩方面因素，本例 C1 不改變，即取初值 C1=28.261uF0參數(shù) C2的確定1)減小 C2,取 C2=0.5uF,此時超調(diào)量明顯變小，但是波形發(fā)生畸變。2） 取 C2=10uF,此時波形超調(diào)量相對 C1=43.480uF 時有所下降， 波形同時也得到較好的收斂，但是收斂速度變慢。3）繼續(xù)增大 C2,取 C2=80uF,此時波形發(fā)生畸變，V2 不能很好收斂由上面仿真知，C2 過大及過小都會使得波形發(fā)

33、生畸變，減小 C2 可以減小V2 超調(diào)量，但是收斂速度會變慢。本例折中取 C2=30uFo綜上，通過 Matlab 仿真校核后，各電路元件參數(shù)如下所示：元件電感 Li(mH)電感 L2(mH)電容 Ci(p)電容 C2(卜 D數(shù)值 10228.261305.5 采用校核后的參數(shù)仿真采用該參數(shù)進行仿真，V2 的波形如下圖所示6采用Matlab分析Sepic斬波電路的性能計算電感 L2 的電流 IL2出現(xiàn)斷續(xù)的次數(shù)在程序的條彳判斷語句 ify2(end,2)0 內(nèi)，加入m=m+1 語句來記錄 IL2出現(xiàn)斷續(xù)的次數(shù)，最后輸出 V2=25.9983,m=45。即整個收斂過程，IL2出現(xiàn)了 45 次斷續(xù)

34、。換言之，電路元件按本例所選的參數(shù)下，不能保證 IL2連續(xù)紋波系數(shù)的計算紋波系數(shù)為紋波電壓的幅值與直流電壓幅度之比，是一種動態(tài)特性指標。用公式表示如下：可知輸出電壓波形擺動較小，電壓穩(wěn)定性高紋波系數(shù)=輸出電壓峰值-輸出電壓谷值2 直流電.100%設(shè) t=0.02s 時，V2 已收斂結(jié)束，采用語句 axis(0.02,0.021,25.9,26.1)B 取 V2波形圖如下所示,輸出電壓 V2 的波形圖26.126.052 225.9525.90.020.0210.0220.0230.024t(s)借助語句x,y=ginput(1)讀出，輸出電壓峰值=26.0401,輸出電壓谷值=25.9463。

35、則紋波系數(shù)為紋波系數(shù)=26.0401-25.9463226100%=0.18%1%電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率為在一正常的固定負載下,差率的百分比，是一種靜態(tài)特性。計算公式為Uo(max)-Uo(min)電壓調(diào)整率=M100%(24)Uo(normal)本例負載確定為 R=26Q,輸出電流為 Io=1A。分別將輸入電壓設(shè)為 Vimax=40V、Vlmin=20V 進行仿真。1)輸入 Vimax=40V,此時輸出 V2=U0(max)=25.9985V。2)輸入 V1min=20V,此時輸出 V2=U0(min)=25.9938V。將數(shù)據(jù)代入式 30 后，求得電壓調(diào)整率為 0.018%,換言之，在輸入變化較大時，輸出變化十分小。系統(tǒng)引入了反饋環(huán)節(jié)，每迭代一次都對占空比進行調(diào)整，控制策略在這里得到了很好體現(xiàn)。負載調(diào)整率負載調(diào)整率為在正常的固