基于boost结构的dcdc转换器建模与仿真 任务书与开题报告

武汉理工大学本科生毕业设计（论文任务书学生姓名欧阳明专业班级自动化0702班指导教师陈启宏，黄亮工作单位自动化学院设计论文题目基于BOOST结构的DCDC转换器建模与仿真设计（论文）主要内容了解BOOST变换器的结构，了解升压斩波电路的原理，设计满足要求的基于BOOST结构的DCDC转换器，建立BOOST结构的DCDC转换器的数学模型和适当的控制模型，并对设计的电路和控制算法进行仿真，对不同的控制方法进行比较，选择最合适的控制方式。要求完成的主要任务1学习升压斩波电路的基本原理；2建立升压斩波电路的数学模型；3了解升压斩波电路的各种控制方式；4建立升压斩波电路的控制模型，实现输入3045V，输出48V，输出功率5KW的斩波电路；5在MATLAB中进行电路数学模型和控制算法的仿真；6选择最佳的控制方式；7撰写毕业设计论文，字数为15000左右；8完成外文文献翻译，字数约为5000左右。必读参考资料1林飞，杜欣电力电子应用技术的MATLAB仿真北京中国电力出版社，20092ABRAHAMIPRESSMAN，开关电源设计北京电子工业出版社，20053王兆安，刘进军电力电子技术北京机械工业出版社，20094陈坚，电力电子学电力电子变换和控制技术北京高等教育出版社，2002指导教师签名系主任签名院长签名（章）武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源诞生于电子技术飞速发展的60年代。随着计算机等电子装置的集成度和规模的不断增加，电子电路体积成倍的减小，电源部分的变压器、滤波器和散热器的体积和重量占整个装置的比重变的越来越大，传统的线性稳压电源已经不能满足装置小型化的需求。加之能源危机的出现，又使得电源的效率成为关注的焦点。随着用电成本的上升，提高效率、降低装置的运行成本成为需要考虑的重要问题。现代电子工业迫切需要一种体积小、重量轻、效率高的新型电源。开关电源就在这种背景下诞生了。最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态，由于开关器件耐压的限制，仍需要笨重的工频变压器。1969年，垂直导电的高耐压、大电流NPN型晶体管（GTR）的出现迎来了无工频变压器开关电源的诞生，那时确立的开关电源的基本结构一直沿用至今。早期的开关电源开关频率仅有数KHZ，随着开关器件和磁性材料性能的改进，开关频率也不断提高，但当频率达到10KHZ以上时，变压器、电感等磁性元件发出的噪音变得很刺耳，为了追求更小的体积和减少噪音，在70年代，开关频率突破了20KHZ的人耳听觉极限，进入“无声”的频域，从而引发了开关变换技术的“20KHZ革命”。功率电子学的不断发展，自关断器件的不断涌现，新型高频功率半导体器件的开发使实现开关电源高频化有了可能。场效应晶体管的问世，即MOSFET，使关断时间和存储时间大大缩短，提高了开关频率，从而获得更高的功率密度，使开关电源在小功率应用领域逐步取代了传统的线性电源，成为计算机、彩电等电器的电源装置主流。80年代中期发展起来的新型复合型器件绝缘栅双极晶体管IGBT，综合了MOSFET和GTR的优点，成为电力电子器件中的新宠儿，它容量大，控制方便，已成为大功率开关电源的理想功率器件。器件发展到一定程度后，要进一步提高产品的性能，必须采用合适的技术和控制方法。当前开关电源的控制技术主要有模拟控制和数字控制两种类型，主要有PWM控制，PFM控制，PWMPFM控制，基于单片机控制和基于DSP控制。所以设计合适的控制方法，对于开关电源的发展是十分重要的。2、基本内容和技术方案通过查阅相关文献，学习开关电源的相关理论知识，设计基于BOOST结构的DC/DC转换器，使之实现输入3040V，输出48V，输出功率为5KW的要求，具体设计步骤如下第一，建立基于BOOST结构的DC/DC转换器的等效电路模型，使之实现输出电压升高的功能；第二，选择不同的控制算法，建立两种基于BOOST结构的DC/DC转换器的控制模型；第三，对所建立的等效电路模型和控制模型进行仿真调试，设计适当的控制参数；第四，观察记录两种控制模型的控制效果，比较其优缺点，选择最合适的控制模型。本文介绍开关电源的概念和发展趋势以及DCDC变换器的基本手段和分类，并就开关电源中的BOOST变换器做具体详细的分析。首先介绍BOOST变换器的电路结构及工作原理，分析了转换器在电流连续模式和电流断续模式的工作情况，并比较了二者的工作特性，再根据技术参数的要求选择工作模式；接下来进入了本文的核心内容BOOST转换器的建模与控制分析，BOOST转换器的建模方法有很多，如状态空间平均法，小信号模型建模法等，本文选择状态空间平均法进行建模，获得状态平均方程，得到BOOST转换器的传递函数。本设计的控制技术选择了在开关电源中应用最广泛的PWM控制技术；控制模式选择了电压控制模式，之所以选择电压控制模式而不选择效果更好的电流控制模式，主要是考虑到单闭环的控制器算法设计比较简单。最后，文章对BOOST转换器的电路和选择的PI与PID算法在MATLAB中进行了仿真分析。最后完成字数不少于15万字的毕业设计论文。3、进度安排第12周毕业实习，撰写毕业实习报告；第34周翻译