buck-boost电力电子课程设计

《buck-boost电力电子课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、广西大学电气工程学院课程设计说明书课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目：一个Buck－Boost变换器的设计专业：自动化班级：自动化101学号：1002100246姓名：林镇明指导教师：陆益民广西大学电气工程学院二○一二年十二月5广西大学电气工程学院课程设计说明书课程设计任务书1．题目一个Buck－Boost变换器的设计。2．任务设计一个Buck－Boost变换器，已知V1=48v，V2=48v，I0=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

2、）电路各节点电压.支路流图仿真结果；（2）V2与I0的相图（即V2为X坐标；I0为Y坐标）；（3）对V2与I0进行纹波分析；（4）改变R1，观察V2与I0的相图变化。3）课程设计说明书采用A4纸打印，同时上交电子版。4）课程设计需独立完成，报告内容及仿真参数不得相同。V1=48VV2=48V5广西大学电气工程学院课程设计说明书I0=1AF=50kHZ指导教师评语：5广西大学电气工程学院课程设计说明书指导教师：陆益民2012年12月7日5广西大学电气工程学院课程设计说明书目录1.Buck－Boost主电路的分析51.1.原理分析51.2.电路运行状态分

3、析52.电路参数的选择82.1占空比α82.2电感L82.3电容C93.控制策略的选择114.仿真分析114.1.仿真程序114.2.PSIM仿真结果分析及参数选定145.结论195广西大学电气工程学院课程设计说明书1.Buck－Boost主电路的分析1.1.原理分析升降压斩波电路的原理图如图1所示。由可控开关Q、储能电感L、二极管D、滤波电容C、负载电阻RL和控制电路等组成。图1Buck－Boost电路原理图当开关管Q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L的两端，感应电势的极性为上正下负，二极管D反向偏置截止，储能电感

4、L将电能变换成磁能储存起来。电流从电源的正端经Q及L流回电源的负端。经过ton时间以后，开关管Q受控而截止时，储能电感L自感电势的极性变为上负下正，二极管D正向偏置而导通，储能电感L所存储的磁能通过D向负载RL释放，并同时向滤波电容C充电。经过时间Toff后，控制脉冲又使Q导通，D截止，L储能，已充电的C向负载RL放电，从而保证了向负载的供电。此后，又重复上述过程。由上述讨论可知，这种升降压斩波电路输出直流电压V2的极性和输入直流电压升降压斩波电路V1的极性是相反的，故也称为反相式直流交换器。1.2.电路运行状态分析假设储能电感L足够大，其时间常数远

5、大于开关的周期，流过储能电感的电流iL可近似认为是线性的，并设开关管Q及二极管都具有理想的开关特性。分析电路图可以得到：[1]Q导通期间，D截止，电感L两端的电压为V1，iL呈线性上升。-20-广西大学电气工程学院课程设计说明书式中是Q导通前流过L的电流。当t＝ton时，流过L的电流达到最大值：………………………………………………………………………（1）[1]Q截止期间，D导通，L向负载和C1供电，电感两端电压…………………………………………………………（2）式中为Q截止前流过L电流。t＝toff时，Q开始导通，L中电流下降到极小值：……………………

6、………………………………………（3）[2]输入直流电压U1和输出直流电压U2的关系将(3)式代入(1)式可得：…………………………………………………………………………(4)………………………………………………………(5)当tontoff时，d>0.5，V2>V1，电路属于升压式。-20-广西大学电气工程学院课程设计说明书[1]状态方程的列写实际上电路可分为Q断态和通态两个状态Q闭合：Q断开：-20-广西大学电气工程学院课程设计说明书设X1＝i

7、L，X2＝VC则，将状态方程合并：1.电路参数的选择根据以上给定的参数值和假设，确定的参数初始设定值如下：取输入V1为48V，输出二V2为48V，输出电流I0为1A，可初步选择：开关频率fs=50kHzT=2.5e-5取负载电阻R1=12Ω2.1占空比α由得，V2＝48V，V1＝48V，故α＝0.52.2电感L升降压斩波电路中，储能电感的电感量L若小于其临界电感Lmin，其后果会使流过储能电感的电流iL不连续，引起开关管、二极管以及储能电感两端的电压波形出现台阶。这种有台阶的波形，将导致直流交换器输出电压纹波增大，电压调整率变差。为了防止上述不良情况

8、的出现，储能电感的电感量L应按L≥1.3Lmin选取。根据临界电感Lmin的定义可知，当储能电感的电感量L＝