2025年电力电子电路建模与分析大作业

西安理工大学硕士课程论文/研究汇报课程名称：电力电子系统建模与分析 任课教师： 完毕日期： 年 7 月 5 日专 业： 电力电子与电力传动 学 号： 姓 名: 同组组员： 成 绩： 题目规定某顾客需要一直流电源，规定:直流输出 24V/200W，输出电压波动及纹波均<1％。顾客有220V 交流电网（±10%波动变化）可供使用：（1) 设计电源主电路及其参数；（2) 建立电路数学模型，获得开关变换器传函模型;（3) 设计控制器参数，给出控制赔偿器前和赔偿后开环传递函数波特图，分 析 系 统的动态和稳态性能；(4） 根据设计的控制赔偿器参数进行电路仿真，实现电源规定；（5) 讨论建模中忽视或近似原因对数学模型的影响，得出适应性结论(量化 性 结 论 ：如详细开关频率、详细容许扰动幅值及频率等）。 重要工作本次设计重要负责电源主电路及其参数的的设计，以及建立电路数学模型并获得开关变换器传函模型这两部分内容，详细如下：（1) 本次设计电源主电路及其参数,采用从后向前的逆向设计思想。首先根据系统输出规定，设计了后级 DC/DC 型 Buck 电路的参数。接着设计了前级不控整流电路以及工频变压器的参数.考虑到主电路启动运行时的安全性，在主电路中加入了软启动电路；(2) 本次 DC/DC 变换器的建模并没有采用老式的状态空间平均措施，而是采用更为简单、直观的平均开关建模措施,建立了 Buck 变换器小信号交流模型.最终，推到出了开关变换器的传递函数模型，并给出了 Buck 电路闭环控制框图。 1 设计主电路及其参数1.1 主电路设计根据题目规定，系统为单相交流 220V/50Hz 输入，直流 24V/200W 输出。对于小功率单相交流输入的场所，由于二极管不控整流电路简单，可靠性高，产生的高次谐波较少,广泛应用于不间断电源（UPS）、开关电源等场所。因此初步确定本系统主电路拓扑为：前级 AC-DC 电路为电源经变压器降压后的二极管不控整流，后级 DC—DC 电路为 Buck 斩波电路，其中 Buck 电路工作在电感电流持续模式（CCM)，前后级之间通过直流母线和直流电容连接在一起。系统主电路构造如图 1—1 所示。图 1-1 系统主电路构造图1。2 主电路参数设计本次设计电源主电路参数，采用从后向前的逆向设计思想.先对后级 DC/DC 型 Buck 电路的参数进行设计，接着对前级不控整流电路以及工频变压器的参数进行设计。下面分别对后级的Buck 电路和前级经变压器降压后的不控整流电路各参数进行分析设计.1。2...