Boost电力电子课程设计.docx
《Boost电力电子课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Boost电力电子课程设计.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
Boost电力电子课程设计
一个Boost变换器的设计
课程名称：
电力电子课程设计
设计题目：
一个Boost变换器的设计
专业：
自动化
班级：
自动化1
学号：
姓名：
指导教师：
1．题目
一个Boost变换器的设计
2．任务
设计一个Boost变换器，已知V1=24V±10%，V2=36V，I0=0～1A。
要求如下：
1）选取电路中的各元件参数，包括Q1、D1、L1和C1，写出参数选取原则和计算公式；
2）编写仿真文件，给出仿真结果：
（1）电路各节点电压、支路流图仿真结果；
（2）V2与IO的相图（即V2为X坐标；IO为Y坐标）；（3）对V2与IO进行纹波分析；（4）改变R1，观察V2与IO的相图变化。
3）课程设计说明书用A4纸打印，同时上交电子版（含仿真文件）；
4）课程设计需独立完成，报告内容及仿真参数不得相同。
3．说明
仿真软件采用PSIM，免费试用程序及其说明书见附件。
一、Boost电路的分析
1、工作原理
升压斩波电路的原理图如图1所示。
由可控开关Q1、储能电感L1、二极管D1、滤波电容C1、负载电阻R1等组成。
图1Boost电路原理图
当开关管Q1受控制电路的脉冲信号触发而导通时，输入直流电压V1全部加于储能电感L1的两端，感应电势的极性为上正下负，二极管D1反向偏置截止，储能电感L1将电能变换成磁能储存起来。
电流从电源的正端经Q1及L1流回电源的负端。
经过ton时间以后，开关管Q1受控而截止时，储能电感L1自感电势的极性变为上负下正，二极管D1正向偏置而导通，储能电感L1所存储的磁能通过D1向负载R1释放，并同时向滤波电容C1充电。
经过时间Toff后，控制脉冲又使Q1导通，D1截止，L1储能，已充电的C1向负载R1放电，从而保证了向负载的供电。
图2Boost变换器电路工作过程
2、电路参数的选择:
已知：
V1=24V±10%，
V2=36V，
I0=0～1A。
1、占空比D
由
得，
V2＝36V，V1min＝21.6V，V1max＝26.4V
所以
2、电感L
开关频率越高，电感器的感值就取得越小，体积越小，但开关频率高了会加重开关管的负担。
所以取开关频率为80KHz。
一般取了L1=1.5L=1.5
33=49.5
3、电容C
在boost电路中，对于二极管D的电流iD和输出电压V2，二极管截止时，电容C放电，V2下降；而二极管导通时，电容C充电，V2上升。
在开关电源中，输出电容的作用是存储能量，维持一个恒定的电压。
电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小，选用电容器时，应注意其耐压是否符合电路的要求
输入电压25V，输出电压36V，输出电流为1A，此时纹波为0.1V。
4、开关管MOSFET
功率管的选择需要考虑能承受之电压以及电流额定值，可知功率开关关闭时，其电压最大为：
电流的额定值为：
5、二极管
选择续流二极管的重要的标准是：
开通速度、击穿电压、额定电流、正向导通电压。
开关电源中，通常选择低正向导通电压的肖特基二极管。
额定电流为：
续流二极管的损耗计算：
二、仿真分析
电路图如图:
电路参数选择：
V1=25V，D=0.306，L1=50u，C1=25u，R1=36
（1）电路各节点电压、支路流图仿真结果如下
输入电压：
输出电压：
Ug电压：
开关管电压值：
电感电流：
二极管电流：
负载电流：
电容电流：
2）V2与IO的相图（即V2为X坐标；IO为Y坐标）R=36
时相图如下：
（3）对V2与IO进行纹波分析；
v2纹波
从图中可以看出纹波大小为：
Io纹波
Io的纹波大小为：
分析纹波：
从仿真结果可知
与假设之前
相差不多，符合设计要求。
（4）改变R1，观察V2与IO的相图变化。
减小R1取1
相图如下：
增大R1取80
如下：
改变电阻大小，会影响V2与Io之间的相图变化，R1增大斜率
减小，R1减小斜率
增大。
可见，R1与V2成正比，与Io成反比。
总结：
1、当输入电压为已知，要求输出电压在期望值附近时，我们可以通过调节占空比来实现所需要到达的电压值，改变占空比进行调节,从而使输出电压在比较理想的范围内。
2、通过这个课程设计，我们了解了boost电路的工作原理、特点、参数的选择、以及波形的分析、而且在psim软件仿真了解波形的特点，从而判断电路的工作状态。
3、我们采用了电感电流工作在连续的状态，通过仿真可以看出boost电路的各节点电压、电流的波形图，更进一步的掌握了boost电路的分析，为以后的应用打下了良好的基础。
升级会员 