【电力电子在电力系统中的应用】2 Cuk电路

【仅供参考】

【2023.02西南交大电力电子在电力系统中的应用】

0?仿真要求

????????1.在MATLAB/Simulink中搭建Cuk仿真模型；

????????2.改变占空比D，使电路工作在降压和升压两种情况，分别分析电路工作在电感电流连续和断续两种情况下的波形；

????????3.波形分析要求:输出直流电压、电感的电流和电压、主开关的电流和电压、二极管的电流和电压；

????????4.改变开关频率和电容参数，观察分析其对电路的影响。(先完成2、3，再进行第4步) 。

????????仿真参数:输入直流电压100V，开关频率10kHz，R=10Ω。

1?仿真电路搭建及波形记录

????????搭建仿真电路如图：

1.1?CCM工作模式

1.1.1 升压模式

Vin = 100; %输入电压单位V

Vout = 150; %输出电压单位V

Fs = 10000; %开关频率单位Hz

Iout = Vout/10; %输出电流单位A

????????计算得：占空比duty=60.0%，电感L1=L2=400uH，C1=C2=100uf。通过MATLAB中的Scope示波器模块，可观测到开关器件和二极管在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????电感在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压稳定在-150Ｖ附近：

1.1.2?降压模式

Vin = 100; %输入电压单位V

Vout = 66.8; %输出电压单位V

Fs = 10000; %开关频率单位Hz

Iout = Vout/10; %输出电流单位A

????????计算得：占空比duty=40.0%。通过MATLAB中的Scope示波器模块，可观测到开关器件和二极管在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????电感在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压稳定在-67Ｖ附近：

1.2?DCM工作模式

1.2.1?升压模式

Vin = 100; %输入电压单位V

Vout = 150; %输出电压单位V

Fs = 10000; %开关频率单位Hz

Iout = Vout/10; %输出电流单位A

????????计算得：占空比duty=60.0%，电感L1=L2=4*1e-5H，C1=C2=100uf。通过MATLAB中的Scope示波器模块，可观测到开关器件和二极管在断续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????电感在断续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压稳定在-150Ｖ附近：

1.2.2?降压模式

Vin = 100; %输入电压单位V

Vout = 66.8; %输出电压单位V

Fs = 10000; %开关频率单位Hz

Iout = Vout/10; %输出电流单位A

????????计算得：占空比duty=40.0%。通过MATLAB中的Scope示波器模块，可观测到开关器件和二极管在断续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????电感在断续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压稳定在-67Ｖ附近：

1.3 改变开关频率和电容参数

1.3.1 改变开关频率

????????在CCM模式参数的基础上，改变开关频率为1kHz。

????????可观测到开关器件和二极管的电压、电流波形如图：

????????电感的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压剧烈波动：

1.3.2?改变电容参数

????????在CCM模式参数的基础上，改变电容参数为30uF。

????????可观测到开关器件和二极管的电压、电流波形如图：

????????电感的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压纹波变大：