MOSFET升压变换电路(修改版)

中国石油大学胜利学院电力电子和拖动技术课程设计总结报告题目：设计MOSFET升压变换电路

学生姓名：

系别：电气信息工程系

专业年级： 2015级电气工程及其自动化专业专升本1班

指导教师：

2015年12月 5日

一、实验目的和要求

目的：

(1)加深理解MOSFET升压变换电路的工作原理。

(2)掌握MOSFET升压斩波参数选取

(3)掌握设计MOSFET升压变换电路方法

(4)掌握用MATLAB仿真升压变换电路的调试步骤和方法。

(5)熟悉升压变换电路输出电压电流波形及电感的电压电流波形。要求：

(1)输入电压4-6V，输出电压15V，纹波电压为输出电压的0.2%。

(2) R=10Ω，频率40Hz。

(3)电流连续。

三、实验设备及仪器

电力MOSFET Matlab仿真软件

四、实验线路及原理

4.1 电路图

图（1）升压变换电路图

4.2 电路理想波形图分析

图（2）升压斩波电路的波形图

4.3 工作原理

T是电力MOSFET，假设L和C值很大。T处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。

T处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。

首先假设电感L值很大，电容C值也很大。T导通时，电源向L充

电，充电基本恒定为1I ,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o u 为恒值，记为o U 。设T 处于通态的时间为on t ，此阶

段电感L 上积储的能量为1on EI t 。当T 处于段态时E 和L 共同向电容C 充

电，并向负载R 提供能量。设T 处于段态的时间为off t ，则在此期间电感

L 释放的能量为01()off U E I t -。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L

积储的能量于释放的能量相等，即

101()on off EI t U E I t =- （1-1）

化简得

on off 0off off t t T U E E t t +=＝ （1-2） 上式中的off /1T t ≥，输出电压高于电源电压。式（1-1）中off /T t 为升

压比，调节其大小即可改变输出电压o U 的大小。

4.4 数量关系:

设T 通态的时间为on t ,此阶段L 上积蓄的能量为： 设T 断态的时间为off t ,则此期间电感L 释放能量为： 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等,即：

化简，得

（1-3） /1off T t >，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。

on

t EI 1()off

1o t I E U -off

o on t I E U t EI 11)(-=t

/1off T t >－－升压比;升压比的倒数记为β，即 。 又因为

α+β=1。所以：

（1-4） 电压升高得原因：电感L 储能使电压泵升的作用，电容C 可将输出

电压保持住。

五、实验数据处理

111o U E E

βα=

=-

六、注意事项

①合理选择电路中各元件的参数。

②除了电力电子器件参数选择合适，驱动电路设计良好外，采用合适的过电压保护、过电流保护、du/dt保护和di/dt也是必须的。

③电力MOSFET不存在二次击穿问题，这是它的一大优点，但是在实际使用中，仍应注意留适当的余量。

七、结论与心得

此次电力电子技术课程设计的过程，我感慨很多。从理论到实践，在课程设计的这段时间，我遇到了很多困难，但是同时也学到了好多东西。它不仅巩固了以前所学的理论知识，更是学到了很多课外的东西，锻炼了自己解决实际问题的能力。

从最初拿到题目时，感觉应该很简单，可到真正动手去做的时候，真

的觉得理想与现实的差距挺大。因为在自己的知识系统中，学习的大部分都是理论知识，对于这样实际从一个课题做出报告书并不是很在行，不过也做过类似的报告。但是毕竟还是有一定的差距，因为课本上涉及这部分的原理知识比较少，光靠书本上的知识根本解决不了，只有去图书馆借这方面的书籍来。现在的网络也是一个不错的工具，有些不懂的或是书本上没有的，就可以在网络上查询。所以这次课程设计的知识来源很广，在此过程中也学到了很多课本上没有的知识，丰富了自己的理论知识，还扩宽了解决问题的方法，感觉特别充实。在做这次课程设计的过程中学到了很多东西，也知道了自己的不足之处，知道自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，以后还要努力。通过这次课程设计，发现了自己的不足和缺陷，也锻炼了自己将理论知识运用到实际中的能力，受益良多。

电力电子技术课程设计最终完成，在这之中有自己的努力，也有同学的帮忙，但更多的还是自己的努力。经过这次的电力电子技术课程设计，加深了我对MOSFET升压变换电路的理解，也学习一些新的知识，增加了解决问题的能力。也对这门课有了更深的了解，也知道这门课程在自动化专业的重要性，一定还会花时间学习的，只有继续努力，才会学到更多的知识。

感谢苏晓鹰老师对我们的耐心指导，使我们对Matlab仿真软件有了更深一步的了解，在这次试验中也让我们知道到了团队的力量。

八、参考文献

【1】电力电子技术———————张加胜，张磊主编

【2】电力电子技术实践指导————刘丽萍，朱琼，高克攀主编

【3】电力电子应用技术——————上海理工大学，莫正康主编

【4】模拟电子技术——————胡宴如主编