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。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**文件，给出**结果：（1）电路各节点电压、支路流图**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**文件）；
4）课程设计需独立完成，报告内容及**参数不得相同。
3． 说明。
**软件采用psim，免费试用程序及其说明书见附件。
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。
由[=\frac', altimg': w': 89', h': 43'}]得，['altimg': w': 97', h': 43'}]
v2＝36v，v1min＝21.6v，v1max＝26.4v
所以[=\frac}=0.267', altimg': w': 219', h': 46'}]
=\\frac}=0.4', altimg': w': 198', h': 46'}]
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。
=\\frac}=\frac=1.25×10^s', altimg': w': 253', h': 46'}]
t_}}d(1d)^=frac}×0.33×(1-0.33)^=33μh', altimg': w': 535', h': 51'}]
一般取了l1=1.5l=1.533=49.5
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。
dt_',altimg': w': 118', h': 43'}]
输入电压25v，输出电压36v，输出电流为1a，此时纹波为0.1v。
dt_=\frac}d_t_=\frac×0.4×1.25×10^=25μf', altimg': w': 525', h': 46'}]
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：
=v_',altimg': w': 95', h': 23'}]
电流的额定值为：[=fraci_',altimg': w': 104', h': 43'}]
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。
[=v_',altimg': w': 94', h':
23'}]
额定电流为：[=i_(1d)=i_',altimg': w': 147', h': 23'}]
续流二极管的损耗计算：
=v_i_',altimg': w': 85', h': 23'}]
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**结果如下。
输入电压：输出电压：
ug电压：开关管电压值：
电感电流：二极管电流：
负载电流：电容电流：
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：[=0.09v', altimg': w': 106', h': 23'}]
io纹波。io的纹波大小为：[=0.0022a', altimg': w': 124', h': 23'}]
分析纹波：从**结果可知[=0.09v', altimg':
w': 106', h': 23'}]与假设之前[=0.
1v', altimg': w': 94', h':
23'}]相差不多，符合设计要求。
4）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：
改变电阻大小，会影响v2与io之间的相图变化，r1增大斜率[}}altimg': w': 52', h':
49'}]减小，r1减小斜率[}}altimg': w': 52', h':
49'}]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**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**可以看出boost电路的各节点电压、电流的波形图，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。
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