BOOST电路的设计与仿真

BOOST电路的设计与仿真摘要BOOST电路又称为升压斩波电路，它在各类电力电子电路中的应用十分广泛，它将低压直流电变为高压直流电，为负载提供了稳定的直流电压。升压斩波电路的PI和PID调节器的性能对输出的电压影响很大。由于这种斩波电路工作于开关模式下，是一个强非线形系统。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】：Boost电路 直流电压 matlab仿真1•设计要求输入电压：40v,输出电压：60v一120v根据给定的指标，设计BOOST电路参数。利用MATLAB软件，对电路进行验证。通过仿真实验，验证仿真实验，验证电路参数是否正确。(4)观察电路中主要波形，并记录(仿真，实验)。2•设计目的熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。3.设计方案和电路图3.1Boost基本工作原理: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I,同时C上的电压向负载R供电，因为C也很大，基本1保持输出电压为恒值U.设V通态时间为t,此阶段L积蓄能量为EIt。当V处于0 on 1on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t，则这期off间电感L释放能量为(U-E)It—周期T中，电感L积蓄的能量和释放的能量相01off等，即EIt=(U-E)It (3-1)1on01off化简得：U=T/tE (3-2)0off式(3-2)中的T/t三1,输出电压高于电源电压，故称改电路为升压斩波电off路。有的文献中直接采用其英文名称，称之为BOOST变换器。上式(3-2)中T/t表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压J大小,off0调节的方法与改变导通比a的方法类似。将升压比倒数记作8,即8=T/t,off则B与导通占空比a有如下关系a+B=l (3-3)因此，式(3-2)中表示为U=1/BE=1/1-aE (3-4)0如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即EI=UI (3-5)100该式表明，升压斩波电路也可看成是直流变压器。根据电路结构并结合式(3-4)得出电流的平均值I为0I=U/R=1E/BR (3-6)00由式(3-5)即可得出电源电流I为1I=UI/E=E/R32 (3-7)1003.2计算过程D=20%L=(UdD)/(AIf)=32mHC=(I0D)/(AUf)=0.4uF

4・MATLAB的模型图及其MATLAB示波器的波形4.1Matlab的模型图如下:4.2采样波形如图所示：电感的电流采样波形：二极管电流采样波形：输出电压波形：PWM波形：通过开关的采样电流波形:回Scope轡肯q炉龙AHS1Hft4.3采样细节波形如图所示：电感的电流采样细节波形：二极管电流采样细节波形：输出电压细节波形：：PWM细节波形：通过开关的采样电流细节波形:5•波形和参数实验5.1实验结果波形如下图所示:EJScopeCZ1回pPAB@■售*Timeoffset:0nvRnKEl5.2试验参数如下：Timeoffset:0nvRnKElE=40V,D=20%,L=0.4Uf,C=32mH,周期T=2e-6,停止时间t=0.01s。6•小结一周的电力电子实训结束了，通过这次实训真学到不少东西，不仅理论基础更加扎实了，对MATLAB软件的应用也更加熟悉。升压斩波电路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oMatlab在电力电子方面的仿真应用时，可以将电力电子电路输出效果图形化，形象直观，可以帮助我们对电路的理解。7．参考