江苏大学电力电子课程设计报告

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 电力电子课程设计
题目：设计BOOST、CUK电路参数
学院：电气信息工程
指导老师：
班级：
姓名：
学号：
一、设计要求
1.根据给定指标，设计BOOST电路参数，根据公式计算两个电路中的电感、电容值，计算电路中功率器件的额定电流、电压，进行选型。

BOOST电路给定参数：
●直流电源电压:80V
●输出电压范围:90~120V
●导通占空比:11.1~33.3%
●负载电阻:500Ω，1KΩ
●工作频率: 45kHz
2.根据给定指标，设计CUK电路参数。

根据公式计算两个电路中的电感、电容值，计算电
路中功率器件的额定电流、电压，进行选型。

CUK电路给定参数
●直流电源电压:80V
●输出电压范围:50~105V
●导通占空比:38.5~56.8%
●负载电阻:500Ω，1KΩ
●工作频率: 45kHz
3.利用MATLAB中Simulink仿真模块，对上述电路进行验证，并验证电路参数是否正确。

4.在实验平台上，进行实验，观察重要参数，观察电路中主要波形，并记录（仿真、实验）。

5.撰写课程设计报告。

二、电路设计
1.Boost电路的基本原理
当可控开关IGBT 处于通态时，时间为on t ，电源向电感L 充电，充电电流基本恒定为1I ，同时电容C 的电压向负载R 供电。

因C 值很大，基本保持输出电压0U 。

为恒值，L 上积累的能量为on t EI 1。

当IGBT 处于断态时，时间为off t ，E 和L 共同向电容C 充电并向R 提供能量，此期间电感L 释放的能量为off t I E U 10)(-。

当电路工作处于稳态时，一个周期中电感L 积蓄和释放的能量相等，即
on t EI 1=off t I E U 10)(-
化简得 E E t t t U off off
on α
-=+=110
2. Cuk 电路的基本原理
当IGBT 处于通态时，V L E --1回路和V C L R ---2回路分别流过电流。

当IGBT 处于断态时，VD C L E ---1回路和VD L R --2回路分别流过电流。

输出电压的极性与电源电压的极性相反。

C 的电流在一周期内的平均值应为零，也就是其对时间的积分为零,即
⎰=T
C t i 00d
IGBT 通态时，时间为on t ，电容电流和时间的乘积为on t I 2。

断态时间为off t ，则电容电流和时间的乘积为off t I 1。

与升降压斩波电路相比，Cuk 斩波电路有一个明显的优点，其输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。

三、参数计算
1. boost 斩波电路计算公式
1I f D U L in ∆=o
o U f D I C ∆=
计算过程：
导通占空比取30% 负载电阻R=1000Ω E E t t t U off
off
on α-=+=11
0=[1/(1-0.3)]*80=114.3V
A R U I 1143.010003
.114
00===
A I I 1633.01143.0*7.01
1101==-=α A I I 0163.010.011==∆
V U U 43.1110.000==∆
H I f D U L in 0324.00163
.010*2.2*3.0*805
1==∆==
F U f D I C 85
010*6.643.1110*2.2*3.0*1143.0--==∆=
同样计算当负载电阻R=500Ω时
H L 0162.0= F C 710*32.1-=
2. Cuk 斩波电路计算公式
计算过程：
01I f D U L in ∆=
O
O U f D I C ∆-=)
1(1
2
128f L U D U C O d ∆=102I f D
U L ∆=
导通占空比取50%负载电阻R=1000Ω时 V E E t t U off on 8080*5
.015.010=-=-==αα A R U I 08.01000
8000=== A I I 08.008.0*5
.05.0101==-=αα A I I 008.010.011==∆
V U U 0.810.000==∆
同样计算当负载电阻R=500Ω时
H I f D U L L in 11.0008.010*2.2*5.0*805121==∆==-F U f D I C O O 75110*1.10.810*2.2*5.0*08.0)1(--==∆-=F f L U D U C O in 92
521210*75.211.0*0.8*8)10*2.2(*5.0*808--==∆=H
L L 055.021==F
C 7110*2.2-=
四、仿真电路设计
1. boost 仿真电路
F
C 9110*5.5-=
2．Cuk仿真电路
五、仿真电路波形（负载电阻取1000Ω）
1. boost波形
2. Cuk波形
六、总结
课程设计总结
通过这一次的课程设计，我对电力电子的相关知识有了深刻的认识、对设计升降压电
路有了大致的了解，同时加深了对boost、cuk电路等知识的了解和掌握，同时通过实践，对以上内容有了更深刻的认识，有效地将书本知识和实际情况联系起来。

很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。

不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。

随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。

这次课程设计带给我的，不全是我所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工作所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在课程设计结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次课程设计达到了真正目的，同时让我认识到没有文化、没有本领、懒惰，就注定你永远是社会的最底层！但同时社会又是美好的，只要你肯干、有进取心，它就会给你回报、让你得到自己想要的！
课程设计是大学里必不可少的一项内容，一直以来，我们作为学生，只是一味地获取知识，真正实践的机会少之又少。

所谓“读万卷书，行万里路”，大学生读的书不一定上万卷，但却不少，从小一直读到大，而行的路却太少了。

所以我觉得课程设计具有重大的意义，它提供我们实践的机会，从中去发觉自己所学的与真正应用的是不相符的，是不是在大学里学的知识出了校园就用不上。

通过实践，可以了解自己与理想的差距，在以后的学习中，可以有侧重地弥补某些方面的不足。

总之，这次实践是有收获的，自己也有许多心得体会。

感受颇深的一点是，理论学习是业务实践的基础，但实践与理论的阐述又是多么的不同，在学习的闲暇之间，一定要实际运用理论知识，在实践中验证知识，发现知识。

此次课程设计，愉快而难忘，虽然结束，但学习与实践永不会结束。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！。