电力电子课程设计Boost变换器

电力电子技术课程设计

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扬州大学水利与能源动力工程学院电力电子技术课程设计报告

目录

一．课程设计题目 ..................................................................... 2 二．课程设计内容 ..................................................................... 2 三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) .. 2 四．电路的设计过程 ................................................................. 3 五．各参数的计算 ..................................................................... 3 六．仿真模型的建立，仿真参数的设置 ................................. 3 七．进行仿真实验，列举仿真结果 ......................................... 4 八．对仿真结果的分析 ............................................................. 6 九．结论 ...................................................................................... 7 十．课程设计参考书 ................................................................. 7

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一．课程设计题目

Boost变换器研究

二．课程设计内容

1． 主电路方案确定

2． 绘制电路原理图、分析理论波形 3． 器件额定参数的计算

4． 建立仿真模型并进行仿真实验 6． 电路性能分析

输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等

三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形)

分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C上的电压向负载R供电。因C值很大，基本保持输出电压uₒ为恒值，记为UO。设V处于通态的时间为ton,此阶段电感L上积累的能量为EI1ton。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为

toff,则在此期间电感L释放的能量为

U0EI1toff。当电路工作于稳

态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即

EI1tonU0EI1toff化简得

U0

tontofftoffTEtoff

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升压斩波电路原理及工作波形

四．电路的设计过程

1.直流电压源参数设置：直流电源电压为100V 2.电容、电感、电阻参数设置：

C0.7104F,L10mH,R10

3.脉冲发生器模块的参数设置：振幅设置为1V，周期为0.001s（即频率为500HZ），脉冲宽度为20%

五．各参数的计算

1. 占空比的计算

占空比为0.2

2. 输出平均电压

1 U0E125V

1六．仿真模型的建立，仿真参数的设置

启动MATLAB7.0，进入simulink后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型图，双击各模块，再出现的对话框里设置各参数。

设置好各模块后，单击工具栏的start命令进行仿真，再双击示波器模块，得到仿真结果。

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七．进行仿真实验，列举仿真结果

仿真电路图

脉冲宽度为20%，C0.7104F,L10mH,R10； 波形图如下：

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脉冲宽度为50%，C0.7104F,L10mH,R10 波形图如下：

脉冲宽度为80%，C0.7104F,L10mH,R10 波形图如下：

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脉冲宽度为20%，C3104F,L10mH,R10； 波形图如下：

脉冲宽度为20%，C0.7104F,L40mH,R10； 波形图如下：

八．对仿真结果的分析

由图可知，在占空比为50%,20%，80%时，输出电压可以看成负载两端的电压与输入电压基本上成2，1.25,5倍的关系，且占空比越大输出电压越大；当其他参数不变，改变电容的大小时，电容增大，调节时间变长，输出电压减小；当其他参数不变，改变电感的大小时，电感增大，调节时间变长，输出电压减小。

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九．结论

电力电子技术课程设计结束了，这么多天对升压斩波电路有了进一步的了解，升压斩波电路能够使我们合理的利用电能,提高电能品质和用电效率，直流升压斩波电路与开关电源,线性电源相比,起到一个提高电压的作用，从而使其工作的效率高,控制方便,智能化,易实现计算机控制。

在做课程设计的过程中，我们还用到了MATLAB仿真，通过对软件的正确使用，让我产生了浓厚的兴趣，并且让我能够更深刻的理解电路的工作原理，当然，在我能够正确的操作软件之前，还翻了很多的错误，但失败是成功之母，正是这些错误的经历让我对元件的参数有更多地了解，增加了我在最后得到了正确的答案时的成就感。

经过这次课程设计,我认识到自己还有很多东西需要进一步加强学习,而且要把理论联系实践来学习,不仅要懂理论知识,还要懂如何作出实践，最后也十分感谢老师和同学们的帮助才能够得以得到波形进行正确的分析。

十．课程设计参考书

[1] 电力电子电路的计算机仿真 陈建业 编著 北京 清华大学出版社 2003 [2] 电路和系统的仿真实践 张占松 编著 北京 科技出版社 2000 [3] 电子电路CAD—基于OrCAD9.2贾新章 编著 西安 西安电子科技大学出版社 2002 [4] Pspice 8.0电路设计实例精粹 高伟涛 编著 北京 国防工业出版社 2001 [5] MATLAB 电子仿真与应用 韩利竹 编著 北京 国防工业出版社 [6] 开关电源的原理与设计 张占松 编著 北京 电子工业出版社 1999

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