BOOST电路设计及matlab仿真.docx

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BOOST电路设计及matlab仿真

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LT

量供给到负载端。

闭合开关会引起通过电感的电流增加。

打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。

接下来分两部分对Boost电路作具体介绍即充电过程和放电过程。

充电过程

在充电过程中，开关闭合（开关管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线代替。

这时，输入电压流过电感。

二极管防止电容对地放电。

由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。

随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。

图2充电原理图

放电过程

　　如图，这是当开关管断开时的等效电路。

当开关管断开时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。

而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。

升压完毕。

图3放电原理图

参数计算

1.占空比计算

由上图1、图2可知电感电流连续时，根据开通和关断期间储能和释能相等的原理可得：

其中D为占空比，有

（1），

（2）式可得故有

，

所以

，

2.电感的设计

不妨设电感电流连续，最小负载电流

临界负载电流

，令

，得L≥1.24mH，取L=1.5mH。

3.负载电阻计算

由于输出的电压为410V，输出功率为10kw，可得负载的电阻值为16.81欧姆即可满足设计要求。

4.纹波电容的计算

因需要电压纹波≤0.01，则

，得C≥0.493mϜ，取C=500μϜ。

三、电路设计与仿真

3.1开环boost电路仿真

图4开环电路图

电压、电流的仿真结果如下图。

图5开环Boost电路电压仿真结果

图6开环Boost电路电路仿真结果

3.2闭环Boost电路仿真

3.2.1主传递函数计算

仅考虑输入电压波动时。

可由公式（5）得到传递函数。

带入数据得：

只需在前面的开环电路中加入传递函数即可，如下所示。

图7闭环电路图

开环伯德图如下：

图8开环函数伯德图

闭环伯德图如下：

图9闭环函数伯德图

整个闭环电路图可用如下一个逻辑方框图表示：

图10电路逻辑方框图

其仿真结果如下：

图11方框图稳定电压输出波形

四、仿真结果

最终的仿真结果为：

图10电压图

图11电流图