Boost电力电子课程设计

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一个 Boost变换器的设计

课程名称：

设计题目：

专 业：

班 级：

学 号：

姓 名：指导教师： 电力电子课程设计 一个 Boost变换器的设计 自动化 自动化1

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 1 Boost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2 Boost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V21V2?V1?得，D? V11?DV2

V2＝36V，V1min＝21.6V，V1max＝26.4V 所以Dmin?

Dmax?V2?V1max?0.267 V2V2?V1min?0.4 V2

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。

TS?11??1.25?10-5s fs80000

V2TS36?1.25?10-5

22L?D(1?D)??0.33?（1-0.33）?33?H 2I02?1

一般取了L1=1.5L=1.5?33=49.5?H

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

C?V2DTS 2?uR

输入电压25V，输出电压36V，输出电流为1A，此时纹波为0.1V。

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