开关直流升压电源(BOOST)设计

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1、摘要BOOST电路,是一种DC-DC直流斩波电路，又称为升压型电路。它可以是输出电压比输入电压高。可以分为充电过程和放电过程。本次采用matlab仿真分析方法,可直观、详细的描述BOOST电路由启动到达稳态的工作过程,并对其中各种现象进行细致深入的分析,便于我们真正掌握BOOST电路的工作特性。关键词：斩波电路、BOOST电路、导通、充电、放电BOOSTcircuitisaDC-DCDCchoppercircuit,alsoknownastheboostcircuit.Itcanbetheoutputvoltagei

2、shigherthantheinputvoltage.Canbedividedintoaprocessofcharginganddischargingprocesses.ThematlabsimulationanalysismethodscanbeintuitiveanddetaileddescriptionofthetheBOOSTcircuitfromthestarttoreachasteady-stateprocessofworking,andvariousphenomenaindepthanalysisfor

3、ustoreallygrasptheoperatingcharacteristicsoftheBOOSTcircuit.Keywords:choppercircuit,BOOSTcircuitisturnedon,thecharginganddischarging目录前言11.系统方案设计22.电路的工作原理23.参数的计算33.1给定参数33.2计算L、C33.3二极管选型44．电路的分析45．matlab仿真分析66.各模块功能及元器件选型76.1TL494工作原理76.2开关频率的计算97.系统总设计原理图10

4、7设计结果与分析117.1比较基准波形图117.2TL494输出波形127.3输出纹波波形127.4电感输出波形138实验小结14参考文献14电气与电子信息工程学院开关电源课程设计前言在非隔离型DC-DC电路即各种直流斩波电路，根据电路的形式不同，可以分为降压型电路、降压型电路、丘克电路、Sepic型电路和Zeta型电路。BOOST电路存在电感电流连续和电感电流断续工作模式。在充电过程中，IGBT导通，IGBT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。在放电过程中，当IGBT截止时，由于电感的电流保

5、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。而原来的电路已断开，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。BOOST电路有电路简单、电源侧电流波动小的优点，同时在开关电源领域内占有非常重要的地位,长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解。15电气与电子信息工程学院开关电源课程设计1.系统方案设计本系统需要对一直流电源进行直流斩波，通过控制开关管的导通时间，来控制最终输

6、出的电压。整个系统包括BOOST主电路、闭环调节模块、电压反馈模块。系统方框图如图1所示：图1系统方框图2.电路的工作原理Boost电路可称为升压斩波电路，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向电感L充电，充电电流基本恒定为I1,同时C上的电压向负载R供电，因为C也很大，基本保持输出电压为恒值U0.设V通态时间为ton,此阶段L积蓄能量为EI1ton。当V处于断态时E和L共同向C充电，并向负载R提供能量。设V处于断态时间为toff,则这期间电感L释放能量为（U0-E）I1toff.一周期T中

7、，电感L积蓄的能量和释放的能量相等，即EI1ton=（U0-E）I1toff化简得：U0=T/toffE输出电压高于电源电压。电路结构如下图2图2BOOST电路的结构15电气与电子信息工程学院开关电源课程设计3.参数的计算3.1给定参数1）输入交流电压220V（可省略此环节）。2）输入直流电压在8-18V之间。3）输出直流电压10-25V，输出电压相对变化量小于2%。4）输出电流1A。5）采用脉宽调制PWM电路控制。3.2计算L、C由Boost的伏秒平衡，可得：………………………………………………………………①又根据

8、能量守恒，可得：(为CCMBoost电感的电流中心值)………………②当输出最小负载，即，也就是Boost处于临界状态，可得：………………………………………………………………………………③15电气与电子信息工程学院开关电源课程设计………………………………………………………………④取=22V,D=0.45L=经实际测量L取200uh,根据n==5.