【进阶】正激变换器——Simulink仿真模型

# 1. 正激变换器基础理论**

正激变换器是一种非隔离式降压-升压变换器，具有升压和降压两种工作模式。其基本原理是利用电感储能，通过开关器件的导通和关断控制，实现能量的转换。

正激变换器的主要工作原理如下：

- **导通期：**开关器件导通，输入电压直接加到电感上，电感电流线性上升。
- **关断期：**开关器件关断，电感电流通过二极管反向流入输出，电感电流线性下降。

通过控制开关器件的导通和关断时间，可以调节输出电压和电流。正激变换器的输出电压和输入电压的关系为：

Vo = Vin * (D / (1 - D))

其中，Vo 为输出电压，Vin 为输入电压，D 为开关器件的占空比。

# 2. Simulink仿真环境搭建

### 2.1 Simulink仿真模型的基本结构

Simulink仿真模型是一个由各种组件连接而成的图形化界面。这些组件代表了系统中的不同元素，例如电源、开关、电感和电容。组件之间通过信号线连接，表示信号在系统中的流动。

Simulink仿真模型的基本结构包括以下元素：

- **源块：**表示系统中的电源或信号源。
- **处理块：**执行数学运算或逻辑操作。
- **汇块：**接收来自其他块的信号并将其存储或显示。
- **连接线：**连接块并表示信号流。
- **参数设置：**每个块都有自己的参数设置，用于配置其行为。

### 2.2 仿真模型的组件选择和参数设置

在构建Simulink仿真模型时，需要仔细选择组件并设置其参数。组件的选择取决于要模拟的系统，而参数设置则影响模型的准确性和效率。

**组件选择：**

- **电源块：**选择与系统中使用的电源类型相匹配的电源块。
- **开关块：**选择与系统中使用的开关类型相匹配的开关块。
- **电感和电容块：**选择具有适当值和特性的电感和电容块。

**参数设置：**

- **电源块：**设置电源的电压、电流和频率等参数。
- **开关块：**设置开关的导通时间、关断时间和占空比等参数。
- **电感和电容块：**设置电感的电感值和电容的电容值等参数。

**代码块：**

% 正激变换器Simulink仿真模型
% 电源参数
V_in = 12;  % 输入电压（V）
f_sw = 100e3;  % 开关频率（Hz）

% 开关参数
D = 0.5;  % 占空比

% 电感和电容参数
L = 1e-3;  % 电感值（H）
C = 10e-6;  % 电容值（F）

% 构建Simulink模型
simulink_model = simulink.Model('正激变换器');

% 添加电源
V_in_block = simulink.BlockDiagram.Source('Voltage');
V_in_block.Parameters.Voltage = V_in;
add_block(V_in_block, simulink_model, 'Position', [100, 100]);

% 添加开关
sw_block = simulink.BlockDiagram.Switch('Switch');
sw_block.Parameters.DutyCycle = D;
add_block(sw_block, simulink_model, 'Position', [200, 100]);

% 添加电感
L_block = simulink.BlockDiagram.Inductor('Inductor');
L_block.Parameters.Inductance = L;
add_block(L_block, simulink_model, 'Position', [300, 100]);

% 添加电容
C_block = simulink.BlockDiagram.Capacitor('Capacitor');
C_block.Parameters.Capacitance = C;
add_block(C_block, simulink_model, 'Position', [400, 100]);

% 添加输出
V_out_block = simulink.BlockDiagram.Sink('V