電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：升壓斬波（boostchopper）電路設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：時(shí)間：1目錄前言*2MATlAB仿真設(shè)計(jì)*6硬件實(shí)驗(yàn)*14參考文獻(xiàn)*19附錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書*20附錄二PROTEL簡介*21附錄三MATLAB簡介*242升壓斬波電路（BoostChopper）設(shè)計(jì)一、前言1.BoostChopper工作原理：圖1.1升壓斬波電路圖圖1.1中假設(shè)L值、C值很大，V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為I1，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恒值，記為Uo。設(shè)V通的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為EI1tonV斷時(shí)，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為offotIEU1穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等offoontIEUtEI11化簡得：3EtTEtttUoffoffoffono（1）1/offtT，輸出電壓高于電源電壓，故稱升壓斬波電路。也稱之為boost變換器offtT/升壓比，調(diào)節(jié)其即可改變Uo。將升壓比的倒數(shù)記作，即Ttoff。和導(dǎo)通占空比有如下關(guān)系：1（2）因此，式（1）可表示為EEUo111（3）升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓的原因：L儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用，電容C可將輸出電壓保持住。2.升壓斬波電路的典型應(yīng)用：1)直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)2)單相功率因數(shù)校正（PowerFactorCorrectionPFC）電路3)用于其他交直流電源中4)用于直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)時(shí)圖1.2用于直接電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路圖a)通常用于直流電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)時(shí)把電能回饋給直流電源b)實(shí)際L值不可能為無窮大，因此有電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)和4斷續(xù)兩種工作狀態(tài)c)電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于圖1.1中的電源，此時(shí)直流電源相當(dāng)于圖1.1中的負(fù)載。由于直流電源的電壓基本是恒定的，因此不必并聯(lián)電容器。電路分析基于“分段線性”的思想進(jìn)行解析V處于通態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i1，得下式mERitiL11dd（5）式中R為電機(jī)電樞回路電阻與線路電阻之和。設(shè)i1的初值為I10，解上式得tmteREeIi1101（6）當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i2，得下式：EERitiLm22dd（7）設(shè)i2的初值為I20，解上式得：tmteREEeIi1202（8）用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路波形：5圖1.3電流連續(xù)升壓斬波電路波形圖1.4電流斷續(xù)升壓斬波電路波形當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，從圖1.3的電流波形可看出，t=ton時(shí)刻i1=I20，t=toff時(shí)刻i2=I10，由此可得：REeemREeeREITtmoff111110（9）REeeemREeeeREITTtmon1120（10）把上面兩式用泰勒級(jí)數(shù)線性近似，得REmII2010（11）該式表示了L為無窮大時(shí)電樞電流的平均值Io，即REEREmImo（12）對(duì)電流斷續(xù)工作狀態(tài)的進(jìn)一步分析可得出：電流連續(xù)的條件為6eem11（13）根據(jù)此式可對(duì)電路的工作狀態(tài)作出判斷。3.設(shè)計(jì)目的1)通過對(duì)BoostChopper電路的設(shè)計(jì)，掌握BoostChopper電路的工作原理，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行BoostChopper電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。2)了解與熟悉BoostChopper電路拓?fù)?、控制方法?)理解合掌握BoostChopper電路及系統(tǒng)的主電路、控制電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)方法，掌握元器件的選擇計(jì)算方法。4)遇有一定的電力電子電路及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和調(diào)試的能力4.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求對(duì)BoosrChopper電路的主電路和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。參數(shù)如下：直流電壓E=50V，負(fù)載中R=20，L、C值極大，=30V設(shè)計(jì)要求：1)理論設(shè)計(jì)：了解掌握BoostChopper電路的工作原理，設(shè)計(jì)BoostChopper電路的主電路和控制電路。包括：a)IGBT電流、電壓額定的選擇b)驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)c)畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖d)列出主電路所用元器件的明細(xì)表2)仿真實(shí)驗(yàn)：利用Matlab仿真軟件對(duì)BoostChopper電路主電路和控制電路進(jìn)行仿真建模，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。3