BOOST電路的設(shè)計與仿真

BOOST電路的設(shè)計與仿真摘要BOOST電路又稱為升壓斬波電路，它在各類電力電子電路中的應(yīng)用十分廣泛，它將低壓直流電變?yōu)楦邏褐绷麟?，為?fù)載提供了穩(wěn)定的直流電壓。升壓斬波電路的PI和PID調(diào)節(jié)器的性能對輸出的電壓影響很大。由于這種斬波電路工作于開關(guān)模式下，是一個強(qiáng)非線形系統(tǒng)。采用matlab仿真分析方法，可直觀、詳細(xì)的描述BOOST電路由啟動到達(dá)穩(wěn)態(tài)的工作過程，并對其中各種現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致深入的分析，便于我們真正掌握BOOST電路的工作特性?！娟P(guān)鍵詞】：Boost電路 直流電壓 matlab仿真1?設(shè)計要求輸入電壓：40v,輸出電壓：60v一120v根據(jù)給定的指標(biāo)，設(shè)計BOOST電路參數(shù)。利用MATLAB軟件，對電路進(jìn)行驗(yàn)證。通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電路參數(shù)是否正確。(4)觀察電路中主要波形，并記錄(仿真，實(shí)驗(yàn))。2?設(shè)計目的熟悉整流和觸發(fā)電路的基本原理，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識分析設(shè)計任務(wù)。掌握基本電路的數(shù)據(jù)分析、處理；描繪波形并加以判斷。能正確設(shè)計電路，畫出線路圖，分析電路原理。3.設(shè)計方案和電路圖3.1Boost基本工作原理:假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I,同時C上的電壓向負(fù)載R供電，因?yàn)镃也很大，基本1保持輸出電壓為恒值U.設(shè)V通態(tài)時間為t,此階段L積蓄能量為EIt。當(dāng)V處于0 on 1on斷態(tài)時E和L共同向C充電，并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)時間為t，則這期off間電感L釋放能量為(U-E)It—周期T中，電感L積蓄的能量和釋放的能量相01off等，即EIt=(U-E)It (3-1)1on01off化簡得：U=T/tE (3-2)0off式(3-2)中的T/t三1,輸出電壓高于電源電壓，故稱改電路為升壓斬波電off路。有的文獻(xiàn)中直接采用其英文名稱，稱之為BOOST變換器。上式(3-2)中T/t表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓J大小,off0調(diào)節(jié)的方法與改變導(dǎo)通比a的方法類似。將升壓比倒數(shù)記作8,即8=T/t,off則B與導(dǎo)通占空比a有如下關(guān)系a+B=l (3-3)因此，式(3-2)中表示為U=1/BE=1/1-aE (3-4)0如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負(fù)載R消耗，即EI=UI (3-5)100該式表明，升壓斬波電路也可看成是直流變壓器。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)并結(jié)合式(3-4)得出電流的平均值I為0I=U/R=1E/BR (3-6)00由式(3-5)即可得出電源電流I為1I=UI/E=E/R32 (3-7)1003.2計算過程D=20%L=(UdD)/(AIf)=32mHC=(I0D)/(AUf)=0.4uF

4?MATLAB的模型圖及其MATLAB示波器的波形4.1Matlab的模型圖如下:4.2采樣波形如圖所示：電感的電流采樣波形：二極管電流采樣波形：輸出電壓波形：PWM波形：通過開關(guān)的采樣電流波形:回Scope轡肯q爐龍AHS1Hft4.3采樣細(xì)節(jié)波形如圖所示：電感的電流采樣細(xì)節(jié)波形：二極管電流采樣細(xì)節(jié)波形：輸出電壓細(xì)節(jié)波形：：PWM細(xì)節(jié)波形：通過開關(guān)的采樣電流細(xì)節(jié)波形:5?波形和參數(shù)實(shí)驗(yàn)5.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形如下圖所示:EJScopeCZ1回pPAB@■售*Timeoffset:0nvRnKEl5.2試驗(yàn)參數(shù)如下：Timeoffset:0nvRnKElE=40V,D=20%,L=0.4Uf,C=32mH,周期T=2e-6,停止時間t=0.01s。6?小結(jié)一周的電力電子實(shí)訓(xùn)結(jié)束了，通過這次實(shí)訓(xùn)真學(xué)到不少東西，不僅理論基礎(chǔ)更加扎實(shí)了，對MATLAB軟件的應(yīng)用也更加熟悉。升壓斬波電路在開關(guān)電源領(lǐng)域內(nèi)占有非常重要的地位,長期以來廣泛的應(yīng)用于各種電源設(shè)備的設(shè)計中。對它工作過程的理解掌握關(guān)系到對整個開關(guān)電源領(lǐng)域各種電路工作過程的理解oMatlab在電力電子方面的仿真應(yīng)用時，可以將電力電子電路輸出效果圖形化，形象直觀，可以幫助我們對電路的理解。7．參考