一個(gè)Boost變換器的設(shè)計(jì)電力電子課程設(shè)計(jì)一個(gè)電力電子課程設(shè)計(jì)一個(gè)Boost變換器的設(shè)計(jì)自動(dòng)化自動(dòng)化1設(shè)計(jì)題目:專業(yè):班級(jí):學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師:題目一個(gè)Boost變換器的設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)Boost變換器，已知V1=24V±10%,V2=36V,I°=0?1A。要求如下：1） 選取電路中的各元件參數(shù)，包括Q1、D1、L1和C1,寫出參數(shù)選取原則和計(jì)算公式；2） 編寫仿真文件，給出仿真結(jié)果：（1）電路各節(jié)點(diǎn)電壓、支路流圖仿真結(jié)果；（2）V2與IO的相圖（即V2為X坐標(biāo)；IO為Y坐標(biāo)）；（3）對(duì)V2與IO進(jìn)行紋波分析；（4）改變R1,觀察V2與IO的相圖變化。3） 課程設(shè)計(jì)說明書用A4紙打印，同時(shí)上交電子版（含仿真文件）；4） 課程設(shè)計(jì)需獨(dú)立完成，報(bào)告內(nèi)容及仿真參數(shù)不得相同。01說明仿真軟件采用PSIM，免費(fèi)試用程序及其說明書見附件。一、Boost電路的分析1、工作原理升壓斬波電路的原理圖如圖1所示。由可控開關(guān)Q1、儲(chǔ)能電感L1、二極管D1、濾波電容C1、負(fù)載電阻R1等組成。圖1Boost電路原理圖當(dāng)開關(guān)管Q1受控制電路的脈沖信號(hào)觸發(fā)而導(dǎo)通時(shí)，輸入直流電壓V1全部加于儲(chǔ)能電感L1的兩端，感應(yīng)電勢(shì)的極性為上正下負(fù)，二極管D1反向偏置截止，儲(chǔ)能電感L1將電能變換成磁能儲(chǔ)存起來。電流從電源的正端經(jīng)Q1及L1流回電源的負(fù)端。經(jīng)過t時(shí)間以后，開關(guān)管Q1受控而截止時(shí)，儲(chǔ)能電感L1自感電勢(shì)的極性變?yōu)樯县?fù)下正，二極管0D1正向偏置而導(dǎo)通，儲(chǔ)能電感L1所存儲(chǔ)的磁能通過D1向負(fù)載R1釋放，并同時(shí)向?yàn)V波電容C1充電。經(jīng)過時(shí)間Tff后，控制脈沖又使Q1導(dǎo)通，D1截止，L1儲(chǔ)能，已充電的C1向負(fù)載R1放電，從而保證了向負(fù)載的供電。圖2Boost變換器電路工作過程2、電路參數(shù)的選擇：已知：V1=24V±10%，V2=36V，I0=0?1A。

11、占空比D得，V2=36V,V同=21.6V,Vim=26.4V所以D=V2-V、x=0.267min V2=0.4V2-V1=0.4D= min-maxV22、電感L開關(guān)頻率越高，電感器的感值就取得越小，體積越小，但開關(guān)頻率高了會(huì)加重開關(guān)管的負(fù)擔(dān)。所以取開關(guān)頻率為80KHz。T=—=—^=1.25x10-5ssf80000L=堅(jiān)D(1-D)2=36x1?25x10-5x0.33x(1-0.33)2=33rH2I0 2x1一般取了L1=1.5L=1.5x33=49.5"H3、電容C在boost電路中，對(duì)于二極管D的電流iD和輸出電壓V2,二極管截止時(shí)，電容C放電，V2下降；而二極管導(dǎo)通時(shí)，電容C充電，V2上升。在開關(guān)電源中，輸出電容的作用是存儲(chǔ)能量，維持一個(gè)恒定的電壓。電容的阻抗和輸出電流決定了輸出電壓紋波的大小，選用電容器時(shí)，應(yīng)注意其耐壓是否符合電路的要求C=-^DT2AuRS輸入電壓25V，輸出電壓36V，輸出電流為1A，此時(shí)紋波為0.1V。C=-K^DT=LDT=一—X0.4X1.25x10-5=25rF2AuR s2Aumaxs2x0.14、 開關(guān)管MOSFET功率管的選擇需要考慮能承受之電壓以及電流額定值，可知功率開關(guān)關(guān)閉時(shí)，其電壓最大為：、max=匕電流的額定值為：婦—UD105、 二極管選擇續(xù)流二極管的重要的標(biāo)準(zhǔn)是：開通速度、擊穿電壓、額定電流、正向?qū)妷?。開關(guān)電源中，通常選擇低正向?qū)妷旱男ぬ鼗O管。VD1max=匕額定電流為：、=I［（1一D）=10續(xù)流二極管的損耗計(jì)算：PD=VD-1二、仿真分析電路圖如圖:電路參數(shù)選擇：V1=25V，D=0.306，L1=50u，C1=25u，R1=36Q⑴電路各節(jié)點(diǎn)電壓、支路流圖仿真結(jié)果如下

輸入電壓:輸出電壓:Ug電壓:0.00430.50.00430.5開關(guān)管電壓值:00.00422 0.00424 0.00426 0.00428Time(s)電感電流:0.005260.00530.005280.005260.0053Time(s)二極管電流:負(fù)載電流:0.50.0020.004Time(s)0.0060.0080.50.0020.004Time(s)0.0060.008電容電流:-2 0.00562 0.00564 0.00566 0.005682）V2與IO的相圖（即V2為X坐標(biāo)；IO為Y坐標(biāo)）R=36時(shí)相圖如下：

(3)對(duì)V2與IO進(jìn)行紋波分析;35.835.70.00665 0.00666 0.00667 0.00668v2紋波從圖中可以看出紋波大小為：Au=0.09VIo紋波Io的紋波大小為：Ai0=0.0022A分析紋波：從仿真結(jié)果可知Au?=0.09V與假設(shè)之前Au?=0.1V相差不多，符合設(shè)計(jì)要求。(4)改變R1，觀察V2與IO的相圖變化。減小R1取1Q相圖如下:增大R1取80Q如下:0 20 40 60 80V2改變電阻大小，會(huì)影響V2與Io之間的相圖變化，R1增大斜率k=V減小，R1減小斜率2k=V增大?？梢?，R1與V2成正比，與Io成反比。2總結(jié)：1、 當(dāng)輸入電壓為已知，要求輸出電壓在期望值附近時(shí)，我們可以通過調(diào)節(jié)占空比來實(shí)現(xiàn)所需要到達(dá)的電壓值，改變占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使輸出電壓在比較理想的范圍內(nèi)。2、 通過這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我們了解了boost電路的工作原理、特點(diǎn)、參數(shù)的選擇、以及波