boost变换器的设计与分析

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BOOST电路的设计与仿真

BOOST电路的设计与仿真摘要BOOST 电路又称为升压斩波电路，它在各类电力电子电路中的应用十分广泛，它将低压直流电变为高压直流电，为负载提供了稳定的直流电压。

升压斩波电路的PI和PID调节器的性能对输出的电压影响很大。

由于这种斩波电路工作于开关模式下，是一个强非线形系统。

采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOOST 电路的工作特性。

【关键词】：Boost电路直流电压 matlab仿真1．设计要求（1）输入电压：40v，输出电压：60v—120v（2）根据给定的指标，设计BOOST电路参数。

（3）利用MATLAB软件，对电路进行验证。

（4）通过仿真实验，验证仿真实验，验证电路参数是否正确。

（4）观察电路中主要波形，并记录（仿真，实验）。

2．设计目的（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。

（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。

（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。

3. 设计方案和电路图3.1 Boost基本工作原理:假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。

当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C上的电压向负载R供电，因为C也很大，基本保持输出电压为恒值U0.设V通态时间为ton,此阶段L积蓄能量为 E I1ton。

当V处于断态时E和L共同向C充电，并向负载R提供能量。

设V处于断态时间为toff,则这期间电感L释放能量为（U0-E）I1toff一周期T中，电感L积蓄的能量和释放的能量相等，即EI1ton=（U-E）I1toff（3-1）化简得：U0=T/toffE （3-2）式（3-2）中的T/ toff≥1，输出电压高于电源电压，故称改电路为升压斩波电路。

有的文献中直接采用其英文名称，称之为BOOST变换器。

buck-boost课程设计

湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课程设计课题名称Buck-Boost变换器设计专业班级学号姓名指导教师2013 年月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称电力电子技术课程设计课题Buck-Boost变换器设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013年月日任务完成日期2013年月日目录第一章概述 (6)第二章Buck-Boost变换器设计总体思路 (7)2.1电路总设计思路 (7)2.2电路设计原理与框图 (7)第三章Buck-Boost主电路设计 (8)3.1 Buck-Boost主电路基本工作原理 (8)3.2主电路保护（过电压保护） (10)3.3 Buck-boost变换器元件参数 (11)3.3.1 占空比 (11)3.3.2滤波电感L (11)3.3.3滤波电容 (11)3.4 Buck-Boost仿真电路及结果 (12)3.4.1 Buck-Boost变换器仿真模型 (12)3.4.2不同占空比的仿真结果 (13)第四章控制和驱动电路模块 (17)4.1SG3525脉冲调制器控制电路 (17)4.1.1 SG3525简介 (17)4.1.2 SG3525内部结构和工作特性 (17)4.2SG3525构成控制电路单元电路图 (20)4.3驱动电路设计 (20)第五章总体与体会 (21)第六章参考文献 (22)第七章附录 (23)第一章概述自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。

随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。

近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。

第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。

与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。

目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。

boost电路设计流程

boost电路设计流程设计一个boost电路的流程如下：1. 确定需求和规格：确定所需的输出电压、电流和输入电压范围等参数。

2. 选择拓扑结构：Boost拓扑结构有很多种，如传统的单极性Boost、反激式Boost、双极性Boost等，根据具体需求选择适合的拓扑结构。

3. 计算理论参数：根据所选的拓扑结构，计算理论参数，包括电感、电容、开关管的功率和电流等。

4. 选择元件：根据计算得到的理论参数和实际需求，选择合适的电感、电容、开关管、二极管等元件。

5. 进行电路布局：根据所选的元件和电路拓扑结构，进行电路布局设计，确保元件布局合理、信号线路短、噪音干扰小等。

6. 进行仿真：使用电路仿真软件，对设计的电路进行参数仿真，验证电路的性能和稳定性。

7. 开始布板：根据电路布局图，进行电路的印制板设计，将元件安排在电路板上并连线。

8. 进行实验和调试：将设计好的电路制作成实物，进行实验和调试，检查电路的工作情况和性能是否符合要求。

9. 优化电路设计：根据实际测试结果和需求，对电路进行优化设计，可能需要调整元件参数、拓扑结构等。

10. 稳定性和故障分析：对电路进行稳定性和故障分析，保证电路在各种工况下都能正常工作。

11. 执行产量化：根据实际需求，对电路进行批量制造和生产。

12. 进行测试和验证：对生产出来的电路进行测试和验证，确保电路的性能和稳定性符合要求。

13. 进行修订和改进：根据测试和验证结果，对设计进行修订和改进，提高电路的性能和可靠性。

14. 文档编写：将设计、测试和验证过程等记录下来，编写相关的设计文档和技术文档。

15. 进行审核和验证：将文档提交给相关人员进行审核和验证，确保设计和生产过程符合相关标准和规定。

以上是一个基本的boost电路设计流程，具体的设计流程还需要根据具体项目的需求和要求进行调整和补充。

boost电路输出电压和输入电压的计算方法

标题：深度解析boost电路输出电压和输入电压的计算方法一、引言在电子电路领域中，boost电路是一种常见的升压变换器，它能够将输入电压升高到所需的输出电压。

而要正确设计和应用boost电路，就需要深入了解其输出电压和输入电压的计算方法。

二、boost电路的工作原理boost电路是一种非绝缘型升压变换器，其工作原理非常简单直观。

通过控制开关管的导通和截止，可以实现将输入电压增加到更高的输出电压。

具体来说，当开关管导通时，电感储能，然后在开关管截止时，电感释放能量，从而提供给负载。

三、boost电路输出电压的计算方法1. 理想boost电路输出电压的计算方法可以通过以下公式来表示： Vout = Vin * (1 + D)其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为占空比。

2. 在实际boost电路中，还需要考虑电路的损耗以及元器件的特性，因此输出电压的实际计算方法会更加复杂。

我们需要考虑负载性能、开关管的导通和截止损耗、电感的特性等因素。

3. 另外，由于boost电路是一种非绝缘型升压变换器，输出电压也会受到输入电压波动、负载变化等因素的影响，因此在实际应用中需要进行合理的设计和控制。

四、boost电路输入电压的计算方法1. 理想boost电路输入电压的计算方法与输出电压类似，也可以通过占空比来控制。

一般来说，输入电压应当大于输出电压，且要考虑到开关管的导通和截止。

2. 在实际boost电路设计中，需要综合考虑输入电压范围、输入电流波动、稳压特性等因素，以确保boost电路能够稳定可靠地工作。

五、个人观点和理解在设计boost电路时，输出电压和输入电压的计算是非常重要的，它直接影响到电路的工作性能和稳定性。

在进行设计和应用时，需要深入研究和理解boost电路的工作原理，充分考虑实际因素的影响，并进行合理的设计和控制。

六、总结boost电路的输出电压和输入电压的计算方法是一个复杂而又关键的问题。

Boost变换器工作原理与设计

选择磁芯材料
根据工作频率和电感值，选择合适的磁芯材料，以确保电感的性能和效率。
确定线圈匝数
根据电感值、线圈直径和磁芯材料，计算线圈匝数，以获得所需的电感性能。
二极管选择
1 2
选择合适的二极管类型
根据工作电压、电流和开关频率，选择合适的二极管类型。
确定额定电流和电压
根据最大输出电流和电压，选择二极管的额定电流和电压。
重要性
Boost变换器在许多应用中都非常重要，如分布式电源系统、电动汽车和可再生能源系统等。
Boost变换器的历史与发展
历史
Boost变换器最初在20世纪80年代被提出，随着电力电子技术和控制理论的不断发展，其性能和效率得到了不断提高。
发展
目前，Boost变换器已经广泛应用于各种领域，并且随着新能源和电动汽车的快速发展，其需求和应用前景仍然非常广阔。
当开关管关断时，电感释放所储存的能量，通过二极管和输出电容向负载提供电流，同时输出电压逐渐升高。
通过控制开关管的通断时间，可以调节输出电压的大小。
电感的作用
电感在开关管导通时储存能量，在开关管关断时释放能量。
电感的值决定了输出电压的大小和开关频率。
电感的作用是调节电流和维持输出电压的稳定。
小型化
随着电子设备的小型化和集成化，减小Boost变换器的体积成为未来的重要发展方向。
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，实现Boost变换器的智能化控制和远程监控成为未来的重要发展方向。
THANKS
感谢观看
02
Boost变换器的工作原理
工作原理概述
Boost变换器是一种DC-DC转换器，用于提高直流电压。

一种适用BOOST变换器的缓冲电路分析与设计

一
种适用ＢＯＴ变换器的ＯＳ缓冲电路分析与设计
张勋
（中国人民解放军９９９部队，北京１０７）５８００６
摘
要：绍了一种适用于ＢＯＴ变换器的无源无损缓冲电路，电路的结构及工作原理进行了介ＯＳ对
二
一
Ｃ［Ｉ＝＿。＋ｒＴ一＿＝Ｃ
持不变，电容Ｇ一和两端电压ｅ（）ｆ为
ｅｆＹ）Ｃ（＝７
（）１
图４主开关导通时的电流通路图 Βιβλιοθήκη 主开关在关断瞬间的等效电路
当电容电压达到输出电压时，二极管Ｄ、
Ｄ导通，此时等效电路如图３示。电感电流连所在续模式，电感电流通过负载继续流通，电容两端电压被钳位在。
率降低；有源的缓冲电路，增加了主电路和控制电
路的复杂性，且由于辅助开关本身的能量损耗，效率也难以提高本文介绍了一种适用于ＢＯＴ变１。ＯＳ换器的无源无损缓冲电路，能将缓冲电路上的储能全部传递给负载，系统的效率得到了提高。使
★ 控■援术
— —
一
种适用ＢＯＴ变换器的缓冲电路分析与设计 —— ＯＳ
如图２所示，电感的电流给两并联的电容充电，使电容两端电压上升。定电容的初始电压为零，假
且ＣＣ＝电感的电流在开关管关断期间保ｒ２Ｃ，＝

Buck_Boost变换器的设计及仿真

Buck_Boost变换器的设计及仿真Buck-Boost变换器是一种可以在同一电路内同时实现升压和降压的变换器。

这种变换器可以用于多种不同的应用，主要用于对电压进行放大和缩小，以达到正确的电压水平。

它总是能够将输入电压提高到所需的输出电压。

在本文中，将介绍Buck-Boost变换器的设计及其功能仿真工作。

Buck-Boost变换器的主要部件包括电感器，可变阻器，开关，振荡器和控制器。

电感器的设计是为了提供电流，形成负反馈环。

可变阻器的设计可以改变电路的过载，从而实现电流的调整。

开关的设计是为了实现升压和降压，允许电感器和可变阻器之间的能量交换。

振荡器的设计是为了控制电路内部的电流，以保证开关的实时响应。

通过控制器，可以实现输入和输出电压之间的转换，从而达到预期的电压水平。

为了对Buck-Boost变换器进行仿真，先进行输入，输出和负载之间的建模。

输入模型包括输入电压和要求的输出电压，其中输入电压可以在建模中任意调整。

负载建模通常是一个电阻和一个电容的组合。

输出模型则定义了电路的输出功率和输出电压水平。

接下来，可以对电感器和可变阻器进行建模。

由于电感器是一个电流源，故其建模需要考虑电流大小和电压偏移。

可变阻器建模则需要考虑其阻值和电压偏移。

最后，可以利用仿真软件进行仿真，探究Buck-Boost变换器的性能。

可以仿真该电路的输入和输出电压以及电流，从而分析改变输入电压对系统的影响。

此外，还可以分析负载的影响，比如负载变大时电路的输出能力会怎样受到影响。

这些仿真结果都能为设计者提供宝贵的启发，为确保电路的正常工作奠定基础。

Buck-Boost变化器是一种功能强大的电路，可以改变输入电压并生成预期的输出电压水平。

本文介绍了其设计原理和仿真过程，为设计者提供了宝贵的参考。

未来的研究将会探究更多的变换器类型，继续提高电路的性能和功效。

BOOST电路设计与仿真

目录一. Boost主电路设计： (2)1.1占空比D计算 (2)1.2临界电感L计算 (2)1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V） (2)1.4输出电阻阻值 (3)二. Boost变换器开环分析 (3)2.1 PSIM仿真 (3)2.2 Matlab仿真频域特性 (5)三. Boost闭环控制设计 (7)3.1闭环控制原理 (7)3.2 补偿网络的设计（使用SISOTOOL确定参数） (8)3.3 计算补偿网络的参数 (10)四．修正后电路PSIM仿真 (10)五．设计体会 (14)Boost变换器性能指标:输入电压：标准直流电压Vin=48V输出电压：直流电压Vo=220V 参考电压 Vref=5V输出功率：Pout=5Kw输出电压纹波：Vpp=2.2V Vm=4V电流纹波： 0.25A开关频率：fs=100kHz相位裕度：60幅值裕度：10dB一. Boost主电路设计：1.1占空比D计算根据Boost变换器输入输出电压之间的关系求出占空比D的变化范围。

1.2临界电感L计算选取L>Lc，在此选L=4uH1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V）选取C>Cc，在此选C=100uF1.4输出电阻阻值Boost主电路传递函数Gvd（s）占空比d（t）到输出电压Vo（t）的传递函数为：（二. Boost变换器开环分析2.1 PSIM仿真电压仿真波形如下图电压稳定时间大约1.5毫秒，稳定在220V左右电压稳定后的纹波如下图电压稳定后的纹波大约为2.2V电流仿真波形如下图电流稳定时间大约2毫秒，稳定在22A左右电流稳定后的纹波如下图2.2 Matlab仿真频域特性设定参考电压为5V，则，系统的开环传递函数为,其中，由上图可得，Gvd(s)的低频增益为-60dB，截止频率fc=196KHz，相位裕度--84.4，相位裕度过小，高频段是-20dB/dec。

系统不稳定，需要加控制电路调整。

基于单片机的boost的闭环直流升压电路

基于单片机的boost的闭环直流升压电路【提纲】一、引言在现代电子技术中，基于单片机的闭环直流升压电路广泛应用于各种电子设备中，其中Boost变换器作为一种高效的升压电路，得到了广泛关注。

本文将详细介绍基于单片机的Boost闭环直流升压电路的设计与实现。

【提纲】二、Boost变换器原理Boost变换器是一种直流-直流升压变换器，它采用开关管和电感等元器件来实现电压的提升。

在工作过程中，开关管根据控制器信号进行开通和关断，使电感中的电流发生变化，从而实现输出电压的升高。

【提纲】三、闭环直流升压电路设计3.1 电路组成闭环直流升压电路主要包括以下部分：输入滤波器、Boost变换器、输出滤波器、控制器、传感器和电源开关。

其中，输入滤波器和输出滤波器用于抑制噪声和纹波；Boost变换器为核心部分，实现电压提升；控制器用于控制开关管的开通和关断；传感器检测输出电压，实现闭环控制；电源开关用于控制整个电路的通断。

3.2 控制器选择在本设计中，选用单片机作为控制器。

单片机具有较高的运行速度、较低的功耗和较小的体积，适用于闭环直流升压电路的控制。

同时，单片机还具有丰富的外设和接口，便于与其他元器件配合使用。

3.3 传感器应用为了实现输出电压的闭环控制，本设计采用电压传感器检测输出电压。

电压传感器具有较高的精度和响应速度，能够实时反映输出电压的变化，从而实现精确控制。

【提纲】四、电路仿真与测试通过对闭环直流升压电路进行仿真和实际测试，验证电路的可行性和实用性。

在测试过程中，观察输出电压、电流等参数，分析电路的性能指标，如效率、升压比和稳定性等。

【提纲】五、结论与展望本文通过对基于单片机的Boost闭环直流升压电路的设计与实现过程的详细介绍，展示了其在电子设备中的应用价值。

四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法与流程

四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法与流程1. 引言1.1 概述本文旨在探究四开关buck-boost变换器的控制电路及其相应的控制方法与流程。

随着能源需求的增加以及对能源转换效率的要求不断提高，四开关buck-boost变换器作为一种常用的电力转换装置，在工业和研究领域中得到广泛应用。

通过调整输入和输出电压，该变换器可以实现有效而精确的能量转移。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分。

引言部分将介绍文章的目的、概述以及文章结构。

之后，第二部分将详细介绍四开关buck-boost变换器的原理，并讨论设计该变换器控制电路时需要考虑的要点。

接着，第三部分将说明控制电路的具体步骤与流程，包括输入电压检测与控制、输出电压调节与控制以及开关管导通和断开策略。

第四部分将描述实验装置并介绍控制电路实验过程，并对实验结果进行详细分析和讨论。

最后，在第五部分中我们将总结文章，并展望未来进一步研究这一领域所可能取得的成果。

1.3 目的本文的目的是为了深入研究四开关buck-boost变换器，探讨其控制电路的设计要点与方法，并提供一个完整的控制流程。

通过实验验证和结果分析，我们希望能够验证本文提出的控制方法在实际应用中的有效性，并为今后相似研究提供参考和指导。

同时，本文也对未来这一领域可进行的进一步研究做出展望，以推动相关技术和理论的发展。

以上是“1. 引言”部分内容，请核对。

2. 四开关buck-boost变换器的控制电路与方法：2.1 原理介绍：四开关buck-boost变换器是一种常用的DC-DC变换器拓扑结构，它具有较高的转换效率和宽范围的输入输出电压能力。

该变换器能够实现输入电压向输出电压的降压和升压功能，并且能够在负载或输入电压波动时保持相对稳定的输出。

2.2 控制电路设计要点：在设计四开关buck-boost变换器的控制电路时，需要考虑以下几个要点：首先是输入输出电压范围：根据应用需求确定所需的输入和输出电压范围，以此来选择合适的元件参数。

基于BOOST变换器的软开关电源设计

在功率因数校正变换器中，电压环的设计有它的特殊性，它是从限制电流畸变量入手，确定电压环在二次谐波电压的衰减量，进而确定电压环的结构。电压环的作用之一是，将输出负载的变化反馈给电流环，作为电流环的参考输入的一个参数；另一个作用是将二次谐波电压衰减到指定水平，以降低输入电流的畸变。电压误差放大器的输出作为电流环的给定信号的一个分量，它的畸变就意味着给定电流的畸变，它的畸变大小决定着功率因数的高低。电压误差放大器的反向端输入为输出电压测量值。由于输出电容的充放电，输出电压为含有二次谐波纹波的直流电压。为此，电压误差放大器必须设置补偿网络以使二次谐波纹波电压衰减到足够小，并且必须有足够的相移，使电压误差放大器输出与输入线电压同相以取得高的功率因数。
图3基于UC3854的Boost PFC的电路结构
（1）电流控制环的设计
电流环的任务是调节输入电流，使输入电流准确地跟踪给定电流，保证输入电流与正弦输入电压同相、按正比例变化。为了高度精确地跟踪给定电流，电流环增益必须很高，以使误差最低，为此，要采用高增益的电流误差放大器。
图4电流误差放大器
（2）电压环的设计
基于BOOST变换器的软开关电源设计
摘要：本文分析了开关电源的发展现状及基本结构，研究了ZVT一Boost软开关电路的基本结构、在此基础上确定了主电路参数，分析了采用UC3845功率因数控制电路。
关键词：开关电源，功率因数校正，软开关
1概述
为了满足电子设备对电源的要求，现代的开关电源功率交换技术正在向高频化、高效率、绿色化和模块化趋势发展。开关电源采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压，开关电源的构成框图如图1所示。基本由输入电路、变换电路、输出电路、控制电路等组成。
图5电压误差放大器

boost 电感设计

PFC 电感计算通常Boost 功率电路的PFC 有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。

控制方式是输入电流跟踪输入电压。

连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。

连续模式的基本关系： 1. 确定输出电压U o输入电网电压一般都有一定的变化范围（U in ±Δ%），为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost 级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的~倍。

例如，输入电压220V ，50Hz 交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220××=。

输出电压可以选择390~410V 。

2. 决定最大输入电流电感应当在最大电流时避免饱和。

最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时ηmin max i o i U P I =(1)其中：o o o I U P =；)%100(min ∆-=in i U U －最低输入电压；η－Boost 级效率，通常在95%以上。

3. 决定工作频率由功率器件，效率和功率等级等因素决定。

例如输出功率，功率管为MOSFET ，开关频率70~100kHz 。

4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度因为连续模式Boost 变换器输出U o 与输入U in 关系为)1/(D U U i o -=，所以 oimimo p U U U D 2max -=(2)从上式可见，如果U o 选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD 加大。

5. 求需要的电感量为保证电流连续，Boost 电感应当大于IfD U L p i ∆=maxmin 2 (3)其中：max 22i I k I =∆,k =~。

6. 利用AP 法选择磁芯尺寸根据电磁感应定律，磁芯有效截面积BfN D U BN T U A p i on i e ∆=∆=maxmin maxmin 22 (4)如果电感是线性的，有k B BI I i 22max=∆=∆ (5a) 因为Boost 电感直流分量很大，磁芯损耗小于铜损耗，饱和磁通密度限制最大值。

电压控制型Boost变换器的PID补偿器分析与设计

电压控制型Boost变换器的PID补偿器分析与设计沈方健1，冉华军1，余益2，张展鹏1（1.湖北省微电网工程技术研究中心（三峡大学），湖北宜昌443000；2.国网湖北省电力有限公司检修公司，武汉430050）摘要：针对典型的Boost变换器，为使整个电路有更好的动态性能和静态性能，需对控制网络进行补偿设计。

以Boost变换器开关管开通和关断状态列写状态方程，建立小信号模型分析控制环路的幅频特性和相频特性，通过定量计算得出PID补偿器的参数，使变换器存在足够的相位裕度和所需穿越频率，保证系统稳定工作，并通过仿真验证了设计的正确性。

关键词：Boost变换器；PID补偿器；环路设计；稳定性中图分类号：TM131文献标志码：A文章编号：1671-8887（2021）03-0040-05DOI：10.16786/ki.1671-8887.eem.2021.03.010Analysis and Design of PID Compensator forVoltage Controlled Boost ConverterSHEN Fangjian1,RAN Huajun1,YU Yi2,ZHANG Zhanpeng1(1.Hubei Micro-grid Engineering Technology Research Center(China Three Gorges University),Yichang443002,China;2.State Grid Hubei Maintenance Company,Wuhan430050,China)Abstract:For the typical Boost converter,in order to make the whole circuit have a better dynamic performance and static performance,the entire control loop needs to design compensator.The state equation of the Boost converter is established to analyze its small signal model and to build the Bode diagram of the loop gain amplitude-frequency characteristic and phase-frequency characteristic in continuous conduction mode.The parameters of the PID compensator are obtained by the quantitative calculation,so that the converter has sufficient phase margin and the required crossing frequency to ensure the stable operation. Finally,the correctness of the design is verified through the simulation.Key words:Boost converter;PID compensator;loop design;stability引言随着电力电子技术的日益发展，DC-DC变换器已经运用在了民用、军用等领域。

高升压比Boost电路的研究与设计

Telecom Power Technology研制开发Boost电路的研究与设计波，丁玥，郭静媛，赵智轩（苏州市职业大学电子信息工程学院，江苏电路广泛应用于用供电电压低于需求直流电的场合下，但传统的Boost电路中的电感，利用变压器助力实现尽一步提高效率，减少电路的体积重量，在电压较高的场合用SiC器件替代传统的器件后效率可提升1.5%以上。

电路；自耦变压器；SiC器件Research and Design of Boost Circuit with High Boost RatioDING Yue，GUO Jingyuan，Department of Electronic Information Engineering，Suzhou vocational UniversityBoost circuit is widely used when the supply voltage is lower than the demand of DC. But the traditional boost circuit is difficult to achieve higher boost ratio in the practical application. In the traditional boost circuithigh-frequency autotransformer is used to replace the inductance to realize higher boost ratio. In order to improve the 2021年1月10日第38卷第1期Telecom Power TechnologyＪａｎ．　１０，　２０２１　Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．１　张波，等：高升压比Boost 电路的研究与设计式，只有一个时刻点为零的称临界导电模式，有一小段时间为零的称为不连续导电模式。

Buck-Boost变换器

目录摘要........................................................................................................................................................................1 Buck/Boost变换器分析 01.1 基本电路构成 01.2 基本工作原理 01.3 工作波形 (1)2 Buck/Boost变换器基本关系 (2)3 主要参数计算与选择 (4)3.1输入电压 (4)3.2负载电阻 (4)3.3占空比α (4)3.4电感L (4)3.5输出滤波电容C计算 (5)4 理论输入、输出电压表达式关系 (6)5 仿真电路与仿真结果分析 (7)5.1 buck/boost仿真电路图 (7)5.2线性稳压电源仿真 (7)5.3稳压电源波形图 (8)5.4升压时输出电压与电流波形 (9)5.5降压时输出电压与电流波形 (10)总结 (12)参考文献 (13)摘要随着世界的需求与电力电子的发展，高频开关电源凭借其低功耗等优点，得到了在计算机、通信和航天等领域的广泛应用。

其中功率变换电路对组成开关电源起重要作用。

功率变换电路是开关电源的核心部分，针对整流以后不同的直流电压功率变换电路有很多种拓扑结构，比如：Buck变换器拓扑、Boost变换器拓扑、Buck/Boost变换器拓扑、正激（反激）变换器拓扑......Buck/Boost变换器作为其中重要的一种，在开关电源的设计中当然也得到了很好的应用。

本课程设计即是基于Simulink对Buck/Boost变换器进行设计与仿真，并且将仿真得到的输入输出电压关系式与理论推导进行比较，从而验证其可行性。

关键字：电力电子开关电源Simulink Buck/Boost变换器RBUCK/BOOST 变换器仿真1 Buck/Boost 变换器分析1.1 基本电路构成Buck/boost 变换器也称作升降压变压器，是一种输出电压即可高于又可低于输入电压的单管不隔离直流变换器。

一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释

一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:四开关buck-boost变换器是一种常用的电力电子变换器，具有宽电压输入范围和高效率的特点。

本文旨在介绍一种针对四开关buck-boost 变换器的控制电路及控制方法，以优化其性能和稳定性。

通过对该变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析，我们将展示该变换器在电能转换和控制方面的重要性和潜力。

通过本文的阐述，读者将对四开关buck-boost变换器有更深入的了解，并对其在实际应用中具有的优势有更清晰的认识。

1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的内容进行简要介绍，提供读者一个整体的框架和概念。

在这篇文章中，我们首先介绍了引言部分，其中包括概述、文章结构和目的。

接着我们将详细讲解正文部分，包括四开关buck-boost 变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析。

最后我们将总结这篇文章，展望其创新性，探讨其应用前景。

整篇文章将从理论到实践，全面介绍一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法。

1.3 目的:本文旨在研究一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法，通过对该变换器的性能进行分析和优化，提高其效率和稳定性。

通过对控制电路的设计和控制方法的分析，我们将深入探讨该变换器在不同工况下的工作原理，为其在实际应用中提供更好的指导和参考。

同时，通过这项研究，我们也希望能够为电力电子领域的技术发展和应用提供一定的借鉴和启示，推动相关技术的进步和发展。

最终，我们的目的是通过这篇文章对四开关buck-boost变换器的控制进行深入研究，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示，推动电力电子技术的不断创新和进步。

2.正文2.1 四开关buck-boost变换器介绍四开关buck-boost变换器是一种高效率、高性能的DC-DC变换器，可以实现输入电压向上或向下转换为稳定的输出电压。

boost电路中sw波形

boost电路中sw波形
（原创版）
目录
1.Boost 电路的基本原理
2.SW 波形的概念和特点
3.SW 波形在 Boost 电路中的应用
4.SW 波形的优缺点分析
5.SW 波形在 Boost 电路中的设计方法
正文
一、Boost 电路的基本原理
Boost 电路，又称为升压电路，是一种基于开关管工作的直流 - 直流（DC-DC）变换器。

其主要作用是将输入端的低电压转换为输出端的高电压。

Boost 电路的工作原理是利用开关管的占空比控制输入电压的有效值，从而实现输出电压的升高。

二、SW 波形的概念和特点
SW（Square Wave）波形，即方波波形，是一种具有突变特点的非正弦波形。

SW 波形的主要特点是在波形的上升和下降过程中，斜率变化剧烈，形成矩形状。

SW 波形可以看作是脉冲宽度调制（PWM）信号的一种特例，其中脉冲宽度为 50%。

三、SW 波形在 Boost 电路中的应用
在 Boost 电路中，SW 波形常用于控制开关管的占空比，从而实现输出电压的调节。

SW 波形的主要优点是其具有较高的输出电压纹波，可以降低输出滤波器的设计难度。

此外，SW 波形具有较低的电磁干扰，可以提高系统的稳定性。

四、SW 波形的优缺点分析
1.优点：
（1）输出电压纹波较低，有利于降低输出滤波器的设计难度；
（2）电磁干扰较小，有利于提高系统的稳定性；
（3）脉冲宽度调节范围较大，可以实现多种输出电压的调节。

2.缺点：
（1）SW 波形的斜率变化剧烈，容易产生开关损耗和开关噪声；（2）SW 波形的输出电压存在一定的非线性，可能影响系统的性能。

DC-DC升降压(Buck-Boost)变换器设计与仿真分析

在完成变换器的设计之后，可以通过对变换
器电路进行数值计算的方式，选取多组占空比进行仿真，这样既可以筛选出各个电压等级下的合理占空比取值，又能够得到系统的输出电压变化
规律，以判定系统的电能变化性能。如果仿真结
要去除，在元件库中按照拓扑结构建立电路模型，
作者简介：李钦林（１９８６一），男，助教，硕士，主要从事电气自动化方面的教学工作。
第３期
李钦林：ＤＣ－ＤＣ升降压（Ｂｕｃｋ — Ｂｏｏｓｔ）变换器设计与仿真分析
６５Байду номын сангаас
器系统中，筛选了１８％、３３％、６１％、６６％４个占空比参数，并分别对其进行输出电压特性仿真。从数值计算结果来看，这４个占空比条件下，输出电压基本能够达到预期的调压等级，且输出电压的分布特性良好。针对纹波电压偏大的问题，提出了后续改造措施。为该变换器后续的制作和应用提供了参考依据。
在数学模型的建立中，无源开关和有源开关均需
为理想化（如降低导通压降等），也能够实现仿真
结果较为理想的目标。但如此设置明显与实际情况不符，容易造成后续实物生产出来后，仿真和实际数据的较大误差。因此，本文在仿真条件的设置中，将电感和电容设置为固定值，二极管模块保持默认值。在开关频率确定的条件下，仅调整脉

BOOST电路的PSpice仿真分析与设计

BOOST电路的PSpice仿真分析与设计
BOOST 又称为升压型电路，是一种直流向来流变换电路，其电路结构1所示。

此电路在领域内占有十分重要的地位，长久以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。

对它工作过程的理解把握关系到对囫囵开关电源领域各种电路工作过程的理解，然而现有的书本上仅仅给出电路在抱负状况下稳态工作过程的分析，而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程，不利于读者理解电路的囫囵工作过程和升压原理。

本文采纳PSpice分析办法，直观、具体的描述了BOOST电路由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象举行了细致深化的分析，便于读者真正把握BOOST电路的工作特性。

图1 BOOST 电路的结构
2 电路的工作状态
BOOST 电路的工作模式分为延续工作模式和电感电流断续工作模式。

其中电流延续模式的电路工作状态2(a)和图2(b)所示，电流断续模式的电路工作状态2(a)、(b)、(c)所示，两种工作模式的前两个工作状态相同，电流断续型模式比电流延续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。

图2 BOOST 电路的工作状态
3 PSpice建模分析
3.1 PSpice建模
PSpice是一种功能强大的和数字电路混合仿真软件，它可以举行各式各样的电路仿真并给出波形输出和数据输出，无论对哪种器件和哪种电路举行仿真，均可以得到精确的仿真结果。

本文应用基于PSpice的OrCAD9.2软件对BOOST电路建模，模型3所示，其中采纳N 沟道的MOS管IRF640作为开关管，并用一个工作频率为40K 占空比为40％的脉冲源VG控制MOS管的通断来仿真图2中开关S的通断过程，Rs为
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