boost电路设计-张凯强

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1、磯:房：；K摩电义其超養统课程名称：电力电子课程设计设计题目：Boost电路的建模与仿真专业：自动化班级：自091学号：0902100202姓名：张凯强指导教师：陆益民广西大学电气工程学院二o—一年十二月1.题0一个Boost变换器的设计2.任务设计一个Boost变换器，己知Vl=48V±10%，V2=72V,10=0〜1A。要求如下：1）选取电路中的各元件参数，包括Ql、DI、L1和C1，写出参数选取原则和计算公式；2）编写仿真文件，给出仿真结果：（1）电路各节点电压、支路流图仿真结果；（2）V2与10的相图（即V2为X坐标

2、;10为Y坐标）；（3）对V2与10进行纹波分析；（4）改变R1，观察V2与10的相图变化。3）课程设计说明书用A4纸打印，同时上交电子版（含仿真文件）；4）课程设计需独立完成，报告内容及仿真参数不得相同。、原理分析分充电和放电两个部分来说明（假设MOS管断幵很久，所有元件都处在理想状态）：充电过程在充电过程中，开关闭合（MOS管导通），等效电路如图二，开关（MOS管）处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，

3、电感里储存了一些能量。如图，这是当开关断开（MOS管截止）时的等效电路。当开关断开（MOS管截止）时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路己断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。升压过程就是一个电感的能量传递过程二、设计：已知参数：输入电压：48VVI输出电压：72V—V2输出电流：1AIo设定工作频率G50KIIz1)Ql、DI、L1和C1元件的选取：为提高转换效率需：1.尽可能降低开关管

4、导通时回路的阻抗，使电能尽可能多的转化为磁能；2.尽可能降低负载回路的阻抗，使磁能尽可能多的转化为电能，同时回路的损耗最低；3.尽可能降低控制电路的消耗，因为对于转换来说，控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的，不能转化为负载上的能量所以在仿真时选取的DI,Q1都为理想管，无电阻和导通压降计算(1)占空比(巾伏秒平衡原理得)：p=V2-Vl=lV23(2)负载电阻R:V2因为所以/?=——>72,取1。=0.84,则/?=90QIn(1)电感L:要让boost电路工作在CCM连续导通模式下，则有VIDTV]2/Io>〉—>DD,2

5、^L>=0.14m//0°D，2R2LRT又因为在CCM模式下有：d/L(r)_wL(r)_VIdt~L~~LJz；_10%xl_0.1_V1_48dtDT-x2xl0-5LL3则可以取乙=3.2m/7(2)电容C:d“c⑴_/JO_^V2_10%xV2dt_~RC~DT-nT-x2xl0"5得C==6.7uF10%x/?9仿真得到72V的输岀电压和0.8A的电流，如Time(ms)U.(1)电路各节点电压、支路流图仿真结果;电压图：woo4000200)OjOO-2000-4000-80X0•3000Tin©(us)电流图:

6、3X)01X»0J00一、「-•••!_rr—t-grfT■■氣rr「-••-LT7■■•…―丁…-广•••••，^了•••••-.了•••••••-’>

7、^••••.....••••+•-------V••*••••••••*’KM05)4003X»2XX)1X)00J00mim••鬥•.門.m-•m.•m.•m.3X»2X)0100000•1X»•2X»KC1)I40120103Oft!oo020000▲▼▲▼▲▼▲▼•05000Tim«(m5)«0510(2)V2与10的相图(即V2为X坐标；10为Y坐标)，这里相图在此

8、软件上不能调出，所以只能V2-t,IO-t放在一起对比：Uo(3)对V2与10进行纹波分析；通过MOS管的通断，和电感的对电流的作用，电压V2产生锯齿纹波，而二极管的通断是由占空比控制的，所以M:为占空比为2/3的方波.(4)改变R1,观察V2与10的相变化。R1二200QUoTime(ms)Rl=500QTime(ms)Rl=50Q4.C0Time(ms)woo可以发现，电阻不宜过大，最终趋于稳定时的值符合线性关系V2=R1*D’*10器件选用补充说明：1.电感不能用磁体太小的（无法存应有的能量），线径太细的（脉冲电流大，会

9、有线损大）.2整流管大都用肖特基，大家一样，无特色,在输出3.3V时，整流损耗约百分之十.3开关管（MOS管），关键在这儿，放大量要足够进饱和，导通压降一定要小，是成功的关键.总共才一伏，管子上耗多了就没电出来了，因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就