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一個 Boost變換器的設計

課程名稱：

設計題目：

專 業(yè)：

班 級：

學 號：

姓 名：指導教師： 電力電子課程設計 一個 Boost變換器的設計 自動化 自動化1

1．題目

一個Boost變換器的設計

2．任務

設計一個Boost變換器，已知V1=24V±10%，V2=36V，I0=0～1A。要求如下：

1）選取電路中的各元件參數(shù)，包括Q1、D1、L1和C1，寫出參數(shù)選取原則和計算公式；

2）編寫仿真文件，給出仿真結果：（1）電路各節(jié)點電壓、支路流圖仿真結果；（2）V2與IO的相圖（即V2為X坐標；IO為Y坐標）；（3）對V2與IO進行紋波分析；（4）改變R1，觀察V2與IO的相圖變化。

3）課程設計說明書用A4紙打印，同時上交電子版（含仿真文件）；

4）課程設計需獨立完成，報告內容及仿真參數(shù)不得相同。

3． 說明

仿真軟件采用PSIM，免費試用程序及其說明書見附件。

一、Boost電路的分析

1、工作原理

升壓斬波電路的原理圖如圖1所示。由可控開關Q1、儲能電感L1、二極管D1、濾波電容C1、負載電阻R1等組成。

圖 1 Boost電路原理圖

當開關管Q1受控制電路的脈沖信號觸發(fā)而導通時，輸入直流電壓V1全部加于儲能電感L1的兩端，感應電勢的極性為上正下負，二極管D1反向偏置截止，儲能電感L1將電能變換成磁能儲存起來。電流從電源的正端經Q1及L1流回電源的負端。經過ton時間以后，開關管Q1受控而截止時，儲能電感L1自感電勢的極性變?yōu)樯县撓抡�，二極管D1正向偏置而導通，儲能電感L1所存儲的磁能通過D1向負載 R1釋放，并同時向濾波電容C1充電。經過時間Toff后，控制脈沖又使Q1導通，，D1截止，L1儲能，已充電的C1向負載R1放電，從而保證了向負載的供電。

圖2 Boost變換器電路工作過程

2、電路參數(shù)的選擇:

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、電感L

開關頻率越高，電感器的感值就取得越小，體積越小，但開關頻率高了會加重開關管的負擔。所以取開關頻率為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、電容C

在boost電路中，對于二極管D的電流iD和輸出電壓V2，二極管截止時，電容C放電，V2下降；而二極管導通時，電容C充電，V2上升。在開關電源中，輸出電容的作用是存儲能量，維持一個恒定的電壓。電容的阻抗和輸出電流決定了輸出電壓紋波的大小，選用電容器時，應注意其耐壓是否符合電路的要求

C?V2DTS 2?uR

輸入電壓25V，輸出電壓36V，輸出電流為1A，此時紋波為0.1V。

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