【电力电子技术DC-DC】Buck-Boost升压-降压式变换器Simulink仿真

一、拓扑结构

  Buck_Boost升降压变换器拓扑结构如下图所示。Buck_Boost变换器和Buck变换器、Boost变换器的最大不同就是输出电压Uo的极性和输入电压Us的极性相反，输入电流和输出电流都是脉动的。

二、工况分析

  下面是Buck_Boost电路在开关管导通(a)和关断时(b)的工况。

  下面是Buck_Boost电路在电流连续(a)和电流断续(b)的工作波形。

三、稳态工作特性（连续工作模式）

1.开关管T导通时

  开关管T导通时，二极管阴极接电压源正极，承受反向电压而 截止，输入电压Us直接加在电感L上，极性为上正下负，电流流过电感使之储能增加。电感电流增量为：

2.开关管T截止时

  开关管T截止时，电感电流iL有减小的趋势，电感线圈产生自感电势反向，为下正上负，二极管D承受正向压降而导通，电感通过二极管对电容C充电，C储能，以备T导通时对负载放点维持输出Uo不变。这个过程电感电流减小量的绝对值为：

3.电压增益计算

  稳态下，电感电流在开关管T导通时流入的电流等于在开关管T关断时流出的电流，即有以下关系：

4.临界电感计算

  分析方法与Buck变换器和Boost变换器的分析方法相同，Buck-Boost变换器的电感电流临界连续的电感值计算公式为：

5.电容计算

  分析方法和Boost变换器相同，输出侧滤波电容为：

四、Simulink仿真分析

1.问题提出

  输入侧是一个20V的直流电压，设计一个DC-DC变换器，使其输出电压为10~40V，要求纹波电压为0.2%，电感电流连续，开关管选用MOSFET，开关频率为20kHz,负载为10Ω。

2.分析问题

3.Simulink元件选取

  直接搜索名字获取即可。
①电源模块：powergui

②直流电源：DC Voltage

③MOSFET

④Pulse Generator

⑤Diode

⑥Series RLC Branch

⑦测量及显示模块（搜索对应名字即可）

其中Multimeter设定如下

⑧一些必要的连接线

4.电路连接图

5.实际效果图

  如果出现一根黄色的大棒子，只需要用ZOOM X缩放一下x轴即可。当然啦，y轴的极限值也要根据不同的物理量设置好（在scope中的view->Configurations Proterties->display中设置）。

五、仿真文件获取

MATLAB2017版本Simulink：Buck-Boost电路
可以自己搭建，或者直接用这个做好的。调节不同的参数观察输出，和书上的理论图对应学习分析。

六、其余电力电子电路

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