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1、縄#詢理N乂呀SouthChinaUniversityofTechnology课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目：Boost电路的建模与仿真专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：华南理工大学电力学院—O—五年一月目录引言课程设计任务书3第一章电路原理分析4第二章电路状态方程52.1当V处于通态时52.2当V处于断态吋5笫三章电路参数的选择63.1占空比Q的选择63.2电感L的选择63.3电容C的选择73.4负载电阻R的选择7第四章电路控制策略的选择84.1电压闭环控制策略84.2直接改占空比控制输岀电压8第五章MATLAB编程
2、95.1定义状态函数95.2主程序的编写95.3运行结果12笫六章Simulink仿真166.1电路模型的搭建166.2仿真结果16第七章结果分析18参考文献19引言课程设计任务书题目Boost电路建模、仿真任务建立Boost电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析,合理选取电路中的各元件参数。要求课程设计说明书釆用A4纸打印，装订成木；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。D1I—Q1VI二20V±10%V2=40V10=0~1AF=50kHZ第一章电路原理分析Boost电路,即升压斩波电路（BoostC
3、hopper）,其电路图如图1—1所示。电路中V为一个全控型器件，且假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E（电压大小为岭）向电感L充电，电流匚流过电感线圈L，电流近似线性增加，电能以感性的形式储存在电感线圈L中。此时二极管承受反压，处于截断状态。同时电容C放电，C上的电压向负载R供电，R上流过电流两端为输出电压（负载R两端电压为V2）,极性为上正下负，且由于C值很大，故负载两端电压基本保持为恒值。当V处于断态时，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持％不变，这样E和L串联，以高于匕电压向电容C充电、向负载R供电。下图
4、1—2为V触发电流和输出负载电流的波形，图1—3为电感充放电电流的波形。WvRUo图2-1图1—2第二章电路状态方程为了方便后面MATLAB程序的编写，此文中选取电感电流h和电容电压V2为两个状态变量，，建立状态方程。2.1当V处于通态时电源E对L充电，设电感电流初值为厶°，即=L^=V,dt可得L电流为:iL=^t=^-t^IL（）设通态吋间为匚，贝I」=口时L电流达到最大，=芯+5（式2—1）同时，电容C向负载供电，其电流为:ic=-C^=—dtR电路状态方程如下：r並=冬=吐dtLL1理上IdtCR2.2当V处于断态时电源和电感L同时向负载R供电
5、，L电流的初始值则为V处于通态的终值心和，由Vl=L^=V}-V2可得：—卜芦/心耳冬冲皿（式2—2）atJLL设断态时间为心，贝时=滋时L电流将下降到极小值，即为/“，故由（式2—2）得：5=匕尹滋+心宀于是得到％心+心）=%切。令T=并设占空比升压比为二，其倒数为0=也,则％与匕的关系可表示为：岭=丄«（式2-3）-a由此式可见，QV1,故V2>Vh则达到电压升高的目的。电路状态方程如下：第三章电路参数的选择3.1占空比&的选择由（式2-3）可得：4=匕二岭，其屮VI二12V±10%,V2二24V故可得：0.45s<0.553.2电感L的选择在该电
6、路中，前面己经假设电感L的值必须足够大，在实际中即要求电感有一个极限最小值厶斷，若L1.3Linin（式3—1）根据临界电感厶min的定义可知,当储能电感厶=厶仙时，V导通时，通过电感的电流匚都是从零（即人0=0）近似线性增加至其峰值电流匚敢,而V截止期间,匚曲心ax下降到零。在此情况时，j厶刚好处在间断与连续的边缘，而且MO
7、SFET、二极管和电感两端电压的波形也刚好不会出现台阶,此时电感电流匚的平均值厶止好是其峰值电流汕的一半。即厶弓‘皿（式3—2）且此时有/L（）=0,L=Lmin,代入（式2-3）得：iLmdx=V1V[toff（式3-3）•min由（式3—2）和（式3—3）得：I[=—•—~t（式3—4）2根据电荷守恒定律，电路处于稳定状态时，电感L在V截止期间所释放的总电荷量等于负载在一个周期T内所获得的电荷总量，即人・©=/。7（式3-5）由（式3—4）和（式3—5）得：（式3—6）W-X"加二化-"［"IF）］［化-VNPVW277。~277。"21°已知数据V
8、・2二24V,了=1//=0.02处，并取£二12V,/（）=0.5A,代入（式
