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4.3.2 Boost变换器的仿真

⑴电路图及工作原理

首先假设电路中电感L的值很大，电容C值 也很大。当IGBT处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电。因C值很大，基本保持输出电压u0为恒值，记为U0 。设IGBT处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为EI1ton。当IGBT处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设IGBT处于断态的时间为toff，则在此期间电感L释放的能量为（U0 -E）I1toff。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L上积蓄的能量与释放的能量相等 EI1ton=（U0 -E）I1toff 化简为 U0=T*E/toff 输出电压高于电源电压

⑵建立仿真模型

升压斩波电路（电阻负载）原理图

仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3

开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.004。 ⑶模型参数简介与设置

①直流电压源 设置A=100V，“measurements”选None（不测量电压），如下图所示。

②脉冲信号发生器

设置振幅A=3V，周期T=0.0001，占空比40%，时相延迟0s，如下图所示。

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③绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

勾选“Show measurement port”项，其他为默认设置，如下图所示。

④二极管

勾选“Show measurement port”项，其他为默认设置，如下图所示。

⑤RLC元件 R=50Ω,L=0H，C=3e-6F，如下图所示。

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⑥示波器

设置Number of axes 为5，显示5段波形，如下图所示。

⑷ 仿真结果

产生的相应波形分别如图所示。在波形图中第一列为通过电感的电流i1波形，第二列为负载电流i0波形，第三列为负载电压u0波形，第四列为IGBT电流iV波形，第五列为脉冲电压Ug波形。

4.4相位控制的晶闸管单相交流调压器

⑴电路图及工作原理

在交流电源U1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的触发延迟角ɑ进行控制，使得输出电压波形为正弦电压的一部分，从而实现调节输出电压的目的，负载阻抗角φ=arctan(ωL/R),负载电压相位滞后于晶闸管输出电压相位φ，把ɑ=0°的时刻定在电源电压过零的时刻，显然阻感负载下稳态时ɑ的移相范围为φ-π。

⑵建立仿真模型

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，整体模型如下图所示。

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仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3,开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.12。

⑶模型参数设置

①交流电压源

参数设置为频率50Hz，电压幅值220V,“measurements”测量选“Voltage”，其他为默认设置，如下图所示。

②脉冲信号发生器

振幅A=1.1V，周期T=0.02，占空比0.001，时相延迟（1/50）x（α/360）其他为默认设置，α为移相控制角两个脉冲信号发生器相位相差180°,如下图所示。

③晶闸管

不勾选“Show measurement port”其他均为默认设置。 ④RLC元件

R=1Ω，H=0，C=inf。 ⑤示波器

设置Number of axes 为5，显示5段波形，如下图所示