Boost电力电子课程设计

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1、广西大学电气工程学院课程设计一个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：2广西大学电气工程学院课程设计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

2、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。2广西大学电气工程学院课程设计任务书一、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

3、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。-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书1、占空比D由得

4、，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=1.533=49.53、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

5、流为1A，此时纹波为0.1V。-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书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-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书输入电压：

6、输出电压：Ug电压：-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书开关管电压值：电感电流：-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书二极管电流：负载电流：电容电流：-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书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：-11-广西大学电气工程学院课程设计任务书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。（3）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：-11-广

7、西大学电气工程学院课程设计任务书改变电阻大小，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

8、，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。-11-