电力电子simulink练习10：反激Flyback电路搭建

此练习，主要是关于反激变换器
①基本工作原理；
②在simulink中搭建和仿真；

一、反激变换器的基本原理

工作原理：

①开关S导通时（电感储能阶段）

• 原边电源向励磁电感L_m充电；
• 副边由二极管D截止，阻止i₂的形成，电容C给负载提供能量；

②开关S关断时（电感释能阶段）

• 原边励磁电感L_m放电从非同名端流入N1（与此图的i₁相反的方向）；
• 副边电流从N2流出通过D向电容及负载电阻放电；
  

二、simulink中搭建模型

1、模型搭建

• 在空白处双击，搜以下各个元件：

必备：powergui
电源：DC Voltage Source
二极管：Diode
MOS管：Mosfet
电感、电容、电阻：Series RLC Branch
隔离变压器：Linear Transformer
示波器：Scope
万用表：Multimeter
脉冲发生器：PWM Generator(DC-DC)
常数：Constant

• 下图是完整的连接情况：
• 注意：反激的接法、元件的方向。

2、隔离变压器Linear Transformer的参数设置

• 主要的配置，就是对隔离变压器Linear Transformer参数设置；

• 因为不清楚怎么设置同名端方向，所以按反激的形式接线，就得注意副边这里元件的接法要反一下。

• 关键在于对变压器的设置：

  • ①SI是标准制，pu是标幺制；标幺制就是按照功率、频率等的百分比进行标幺设计的，但本练习的参数都是有明确的数值了，就直接用标准制即可了。
  • ②使用SI标准制下，功率Pn和频率fn就没什么意义了，但也可以按照标准给设置上；10W左右和40kHz
  • （这里匝数比，是通过原边和副边的电压比来等效的）
  • ③绕组1参数：原边电压V1、电阻R1和漏感L1（设置小一点）；
  • ④绕组2参数：副边电压V2、电阻R2和漏感L2（设置小一点）；
  • ⑤励磁电阻Rm（设置大一点）、励磁电感Lm按自己的参数设置；

• 总结：（对flyback比较重要的参数）

  • 1、原边、副边的电压比，因为这就是变压器匝数比；
  • 2、励磁电感值；

2、参数设置

• 各元件的参数，按以下设置：

输入电压：Vi=24V
输出目标电压：Vo=5V(理论)
开关频率：f=40kHz
变压器变比：N1/N2=3.0
负载电阻：R=5Ω
励磁电感：Lm=500μH
电容：C=200μF

• 万用表和示波器，主要看输出的电压；
• 由于之前理论推导只需占空比D=0.385，即可输出5V电压，所以按0.385仿真试试看；
• PWM脉冲发生器模块，需设置开关频率40kHz；
• 运行时间：0.02s即可；

三、运行结果

• 占空比D=0.385，运行结果；
• 此时发现，为什么不是和理论推导的5V呢，而是4V左右？
• 因为此时还是开环，没有闭环；
• 而且前面设置变压器的一些电阻、二极管、Mos上面的电阻，都会影响到导通压降。
  
• 占空比D=0.5，运行结果；
• 此时发现，占空比大了之后，输出电压也更大，但目前还是开环系统的；
• 只能说明，目前开环的flyback电路搭建是没问题的。
  

学习来源：B站：西瓜粥西瓜粥