【电力电子在电力系统中的应用】2 CCM和DCM模式下Cuk电路的升降压工作状态

【仅供参考】

【2023.03西南交大电力电子在电力系统中的应用】

目录

[0 仿真要求](#0 仿真要求)

[1 仿真电路搭建及波形记录](#1 仿真电路搭建及波形记录)

[1.1 CCM工作模式](#1.1 CCM工作模式)

[1.1.1 升压模式](#1.1.1 升压模式)

[1.1.2 降压模式](#1.1.2 降压模式)

[1.2 DCM工作模式](#1.2 DCM工作模式)

[1.2.1 升压模式](#1.2.1 升压模式)

[1.2.2 降压模式](#1.2.2 降压模式)

[1.3 改变开关频率和电容参数](#1.3 改变开关频率和电容参数)

[1.3.1 改变开关频率](#1.3.1 改变开关频率)

[1.3.2 改变电容参数](#1.3.2 改变电容参数)

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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：