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升压斩波(boost chopper)电路设计.doc

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升压斩波(boost chopper)电路设计.doc

电力电子技术课程设计报告题目升压斩波(BOOSTCHOPPER)电路设计学院专业学号姓名指导老师时间1目录前言2MATLAB仿真设计6硬件实验14参考文献19附录一设计任务书20附录二PROTEL简介21附录三MATLAB简介242升压斩波电路(BOOSTCHOPPER)设计一、前言1BOOSTCHOPPER工作原理图11升压斩波电路图图11中假设L值、C值很大,V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,同时C的电压向负载供电,因C值很大,输出电压UO为恒值,记为UO。设V通的时间为TON,此阶段L上积蓄的能量为EI1TONV断时,E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为TOFF,则此期间电感L释放能量为OFFOTIEU1稳态时,一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等OFFOONTIEUTEI11化简得3ETTETTTUOFFOFFOFFONO(1)1/OFFTT,输出电压高于电源电压,故称升压斩波电路。也称之为BOOST变换器OFFTT/升压比,调节其即可改变UO。将升压比的倒数记作,即TTOFF。和导通占空比有如下关系1(2)因此,式(1)可表示为EEUO111(3)升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因L储能之后具有使电压泵升的作用,电容C可将输出电压保持住。2升压斩波电路的典型应用1直流电动机传动2单相功率因数校正(POWERFACTORCORRECTIONPFC)电路3用于其他交直流电源中4用于直流电动机传动时图12用于直接电动机回馈能量的升压斩波电路图A通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源B实际L值不可能为无穷大,因此有电动机电枢电流连续和4断续两种工作状态C电机反电动势相当于图11中的电源,此时直流电源相当于图11中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的,因此不必并联电容器。电路分析基于“分段线性”的思想进行解析V处于通态时,设电动机电枢电流为I1,得下式MERITIL11DD(5)式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。设I1的初值为I10,解上式得TMTEREEII1101(6)当V处于断态时,设电动机电枢电流为I2,得下式EERITILM22DD(7)设I2的初值为I20,解上式得TMTEREEEII1202(8)用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路波形5图13电流连续升压斩波电路波形图14电流断续升压斩波电路波形当电流连续时,从图13的电流波形可看出,TTON时刻I1I20,TTOFF时刻I2I10,由此可得REEEMREEEREITTMOFF111110(9)REEEEMREEEEREITTTMON1120(10)把上面两式用泰勒级数线性近似,得REMII2010(11)该式表示了L为无穷大时电枢电流的平均值IO,即REEREMIMO(12)对电流断续工作状态的进一步分析可得出电流连续的条件为6EEM11(13)根据此式可对电路的工作状态作出判断。3设计目的1通过对BOOSTCHOPPER电路的设计,掌握BOOSTCHOPPER电路的工作原理,综合运用所学知识,进行BOOSTCHOPPER电路和系统设计的能力。2了解与熟悉BOOSTCHOPPER电路拓扑、控制方法。3理解合掌握BOOSTCHOPPER电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握元器件的选择计算方法。4遇有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力4设计内容及要求对BOOSRCHOPPER电路的主电路和控制电路进行设计。参数如下直流电压E50V,负载中R20Ω,L、C值极大,30V设计要求1理论设计了解掌握BOOSTCHOPPER电路的工作原理,设计BOOSTCHOPPER电路的主电路和控制电路。包括AIGBT电流、电压额定的选择B驱动、保护电路的设计C画出完整的主电路原理图和控制电路原理图D列出主电路所用元器件的明细表2仿真实验利用MATLAB仿真软件对BOOSTCHOPPER电路主电路和控制电路进行仿真建模,并进行仿真实验。3实际制作利用PROTEL软件会出原理图,结合具体所用元器件管脚数、外形尺寸、考虑散热和抗干扰等因素,设计PCB印刷电路板。最后完成系统电路的组装、调试。二、MATLAB仿真设计

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