电力电子课程设计Boost电路的建模与仿真
BOOST电路设计与仿真
B O O S T电路设计与仿真 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-目录一. Boost主电路设计： .........................................1.1占空比D计算 .............................................1.2临界电感L计算 ...........................................1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V）.........................1.4输出电阻阻值 .............................................二. Boost变换器开环分析 .......................................2.1 PSIM仿真 ................................................2.2 Matlab仿真频域特性 ......................................三. Boost闭环控制设计 .........................................3.1闭环控制原理 .............................................3.2 补偿网络的设计（使用SISOTOOL确定参数）..................3.3 计算补偿网络的参数....................................... 四．修正后电路PSIM仿真......................................... 五．设计体会.................................................... 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。
BOOST电路的PSpice仿真分析与设计
BOOST 电路的PSpice 仿真分析与设计
1 引言
BOOST 电路又称为升压型电路，是一种直流一直流变换电路，其电路结构如图1 所示。
此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位，长期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掌握关系到对整个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理想情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整个工作过程和升压原理。
本文采用PSpice 仿真分析方法，直观、详细的描述了BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象进行了细致深入的分析，便于读者真正掌握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电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。
其中电流连续模式的电路工作状态如图2(a)和图2(b)所示，电流断续模式的电路工作状态如图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连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。
完整word版,BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真一、设计要求1.输入电压（VIN）:12V2.输出电压（VO）：18V3.输出电流（IN）:5A4.电压纹波：0.1V5.开关频率设置为50KHz需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
二、主电路设计图1主电路2.1 Boost电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
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（三极管导通），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。
BOOST电路设计及仿真
BOOST电路设计及仿真BOOST电路是一种升压电路，在电压电平较低的情况下，能够将输入电压提升到输出电压。
BOOST电路被广泛应用于电力电子领域，如电源、DC-DC转换器、光伏逆变器等。
BOOST电路的设计主要包括两个方面：拓扑结构设计和元件参数选择。
首先应选择合适的拓扑结构，BOOST电路拓扑结构多样，如单端输出、双绕绕制、双端输出等。
这里我们选择单端输出的BOOST电路拓扑结构。
BOOST电路的原理基于电感耦合和开关管的开关原理。
当电感L和二极管D恒定时，开关管S的导通和关闭会使电感L的磁场发生变化，从而使输出电压发生变化。
在导通状态下，能量储存在电感L中。
在关闭状态下，储存在电感L中的能量会传递到输出端，从而提高输出电压。
BOOST电路的关键参数：输入电压Vin：BOOST电路的输入电压是其工作的基础。
在选择拓扑结构时，需要明确输入电压的范围，以便选取合适的器件参数。
输出电压Vout：输出电压是BOOST电路的主要输出参数。
在设计时，需要确定输出电压所需的级数，以及负载电流的大小。
电感L：电感L是BOOST电路的关键元器件，负责储存能量。
在设计时需要选取合适的电感值和电感电流。
注意，电感L的选取也会对电路的效率产生影响。
开关管S：开关管是BOOST电路的关键元器件之一，主要负责电路的开关功能。
在设计时需要选取合适的开关管，考虑其最大电压和最大电流，并选择合适的开关频率。
设计和仿真步骤：1、确定电路参数设计之前首先需要明确电路所需的参数，如输入电压范围、输出电压、电感和电容等。
这些参数需要根据实际需求来确定。
2、选择拓扑结构BOOST电路拓扑结构多样，需要选择适合自己需求的拓扑结构。
选择单端输出的BOOST 电路拓扑结构。
3、选用元器件根据电路参数和选定的拓扑结构，选用合适的元器件，如电感、开关管、二极管、电容等。
4、绘制电路图根据选用的元器件和拓扑结构，绘制BOOST电路的电路图。
5、SIMULINK仿真利用MATLAB软件中的SIMULINK工具箱进行BOOST电路的仿真。
BOOST电路设计与仿真
BOOST电路设计与仿真BOOST电路是一种直流-直流升压电路，可以将低电压输入转换为高电压输出，被广泛应用于各种电子设备和电源系统中。
BOOST电路的设计与仿真是保证电路性能稳定和有效工作的重要步骤。
本文将介绍BOOST电路的设计原理和流程，并讨论BOOST电路的仿真方法和应用。
BOOST电路的设计原理基于电感储能和开关管的开关控制。
BOOST电路通常由开关管、电感、电容和负载组成。
当开关管导通时，电感储能；当开关管关断时，电感释放储能。
通过周期性的开关控制，可以实现输入电压的升压转换。
1.确定BOOST电路的输入输出要求。
根据实际应用需求，确定输入电压、输出电压和负载电流等参数。
2.选择开关管和电感。
根据输入输出要求和开关频率，选择合适的开关管和电感。
3.计算电容。
根据输出电压波动和负载要求，计算所需的输出电容。
4.设计反馈控制。
BOOST电路通常采用反馈控制来实现稳定的输出电压。
根据输入输出要求和稳定性要求，设计反馈控制电路。
5.仿真和优化。
使用仿真软件对BOOST电路进行模拟仿真，优化电路参数和控制策略，以达到设计要求。
在时间域仿真中，可以通过建立电路模型和开关控制器模型，对BOOST电路进行系统级仿真。
通过输入电压和负载电流变化，分析输出电压和效率等指标，验证电路性能。
在频域仿真中，可以通过建立开关模型和电感电容模型，对BOOST电路进行精确的频率响应分析。
通过频率响应曲线，可以评估BOOST电路的稳定性、带宽和损耗等指标。
除了仿真，BOOST电路的设计还需要考虑一些其他因素，如电路拓扑、器件选择和布局等。
这些因素都会影响电路的性能和可靠性。
最后，BOOST电路在各种电子设备和电源系统中有广泛应用，例如便携式电子设备、通信设备和工业控制系统等。
通过合理的设计与仿真，可以确保BOOST电路的稳定性和高效性，提高整个系统的性能。
Boost电力电子课程设计
一个 Boost变换器的设计课程名称：电力电子课程设计设计题目：一个 Boost变换器的设计专业：自动化班级：自动化1学号：姓名：指导教师：1．题目一个Boost变换器的设计2．任务设计一个Boost变换器，已知V1=24V±10%，V2=36V，I0=0～1A。
要求如下：1）选取电路中的各元件参数，包括Q1、D1、L1和C1，写出参数选取原则和计算公式；2）编写仿真文件，给出仿真结果：（1）电路各节点电压、支路流图仿真结果；（2）V2与I O的相图（即V2为X坐标；I O为Y坐标）；（3）对V2与I O进行纹波分析；（4）改变R1，观察V2与I O的相图变化。
3）课程设计说明书用A4纸打印，同时上交电子版（含仿真文件）；4）课程设计需独立完成，报告内容及仿真参数不得相同。
3．说明仿真软件采用PSIM，免费试用程序及其说明书见附件。
一、Boost电路的分析1、工作原理升压斩波电路的原理图如图1所示。
由可控开关Q1、储能电感L1、二极管D1、滤波电容C1、负载电阻R1等组成。
图 1 Boost电路原理图当开关管Q1受控制电路的脉冲信号触发而导通时，输入直流电压V1全部加于储能电感L1的两端，感应电势的极性为上正下负，二极管D1反向偏置截止，储能电感L1将电能变换成磁能储存起来。
电流从电源的正端经Q1及L1流回电源的负端。
经过t on时间以后，开关管Q1受控而截止时，储能电感L1自感电势的极性变为上负下正，二极管D1正向偏置而导通，储能电感L1所存储的磁能通过D1向负载R1释放，并同时向滤波电容C1充电。
经过时间T off后，控制脉冲又使Q1导通，D1截止，L1储能，已充电的C1向负载R1放电，从而保证了向负载的供电。
图2 Boost变换器电路工作过程2、电路参数的选择:已知：V1=24V±10%，V2=36V，I0=0～1A。
1、占空比D由D V V -=1112得，212V V V D -= V 2＝36V ，V 1min ＝21.6V ，V 1max ＝26.4V 所以267.0212maxmin =-=V V V D 4.0212minmax =-=V V V D 2、电感L开关频率越高，电感器的感值就取得越小，体积越小，但开关频率高了会加重开关管的负担。
BOOST电路设计和matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真一、设计要求1.输入电压（VIN）:12V2.输出电压（VO）：18V3.输出电流（IN）:5A4.电压纹波：0.1V5.开关频率设置为50KHz需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
二、主电路设计图1主电路2.1 Boost电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
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（三极管导通），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。
BOOST电路设计及仿真
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 (2)二. Boost变换器开环分析 (2)2.1 PSIM仿真 (2)2.2 Matlab仿真频域特性 (2)三. Boost闭环控制设计 (2)3.1闭环控制原理 (2)3.2 补偿网络的设计（使用SISOTOOL确定参数） (2)3.3 计算补偿网络的参数 (2)四．修正后电路PSIM仿真 (2)五．设计体会 (2)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。
BOOST电路的设计与仿真
研究生考试试卷考试科目：现代电力电子考生班级：考生姓名：考生学号：考试分数：BOOST电路的设计与仿真摘要Boost升压电路是一种直流一直流变换电路,即是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
可以分为充电过程和放电过程。
在充电过程中，IGBT导通，IGBT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。
在放电过程中，当IGBT截止时，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。
设计由MATLAB软件对电路进行仿真得出各种模型图和波形。
【关键字】升压电路 Matlab IGBT设计要求：将一个输入电压在3-6V的不稳定电源升压到稳定的15V，要求纹波电压小于0.02%，开关管选择MOSFET，开关频率为40KH，要求电感电流连续，设置仿真参数，搭建仿真模型并分析结果，了解BOOST变换器的工作情况。
二、设计目的：1、通过对Boost 电路的设计，掌握Boost电路的工作原理，综运用所学知识，进行Boost电路和系统设计的能力。
2、根据给定指标，设计BOOST电路参数。
3、利用MATLAB仿真软件，做出MATLAB模型图及其MATLAB示波器的波形。
三、设计方案和电路图：（1）BOOST电路图：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iL,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 iLton 。
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。
BOOST电路设计与仿真
BOOST电路设计与仿真
BOOST电路的基本工作原理是通过控制开关管的导通和截止状态来实现输入电压的升压。
当开关管导通时，电感储能，累积电能；当开关管截止时，电感释放储能，输出电压呈现提升趋势。
BOOST电路的主要构成要素包括开关管、电感、滤波电容以及输出负载。
开关管可以采用MOSFET 或者BJT等器件，电感和滤波电容则用于储能和平滑输出电压，输出负载通常是负载电阻或者电子设备。
在BOOST电路设计中，首先需要确定输入电压和输出电压的范围，以此来选择合适的电感和开关管。
电感的选取应考虑到电流波形的要求，滤波电容的选取则需考虑输出纹波电压的要求。
接下来，需要确定开关管的导通和截止频率，这将决定BOOST电路的工作频率和效率。
较高的开关频率可以减小电感和滤波电容的尺寸，但也会增加开关管的功耗。
最后，需要进行电路的稳定性分析，并设计反馈控制电路来实现输出电压的稳定调节。
BOOST电路的设计可以通过软件仿真来实现，常用的仿真工具有PSpice、Multisim等。
在仿真中，可以通过建立电路的数学模型，输入合适的参数值来观察电路的工作状态，并进行性能评估。
例如，可以观察输出电压的波形和纹波电压，计算电路的效率以及输出电压的稳定性等。
通过仿真，可以优化电路参数，满足系统要求。
总结起来，BOOST电路是一种常用的升压电路，可以将输入电压提升到更高的输出电压，具有广泛的应用。
在设计BOOST电路时，需要考虑输入输出电压范围、选择合适的电感和开关管、确定开关频率以及设计反馈控制电路。
仿真是一种有效的方法，可以帮助设计人员评估BOOST电路的性能，并进行参数优化。
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。
完整word版,BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真1. 输入电压（VIN）:12V2. 输出电压（VO）：18V3. 输出电流（IN）:5A4. 电压纹波：0.1V5. 开关频率设置为50KHz 需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A 范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost 电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
、主电路设计图 1 主电路2.1 Boost 电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS 断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost 升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS 开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS 管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
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。
设计要求接下来分两部分对 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（三极管导通），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。
BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真一、设计要求1.输入电压（VIN）:12V2.输出电压（VO）：18V3.输出电流（IN）:5A4.电压纹波：0.1V5.开关频率设置为50KHz需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
二、主电路设计图1主电路2.1 Boost电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
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（三极管导通），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。
BOOST电路的设计与仿真
BOOST电路的设计与仿真首先，需要选择BOOST电路的参数。
在设计过程中，需要确定输出电压、输出电流、输入电压范围以及负载变化范围。
这些参数将直接影响到BOOST电路的工作状态和整体性能。
接下来，选择合适的开关元件。
BOOST电路通常使用MOSFET作为开关元件，因为MOSFET具有低导通电阻和高开关速度等优点。
在选择MOSFET时，需要考虑其导通电阻、额定电压和电流能力。
同时还需要考虑开关频率和功率损失等因素。
然后，进行电感的选择。
电感是BOOST电路中一个重要的元件，起到储能和滤波的作用。
选择电感时，需要考虑其感值、电流能力和电阻等参数。
一般情况下，感值越高，效率越高，但体积和成本也会相应增加。
同时，选择合适的电容。
电容在BOOST电路中起到滤波和电荷储存的作用。
选取电容时，需要考虑其额定电压、电容值和ESR等参数。
电容的选择对BOOST电路的稳定性和纹波大小等指标有着重要影响。
最后，进行BOOST电路的仿真。
可以使用电路仿真软件（如PSPICE、Multisim等）进行BOOST电路的仿真分析。
通过仿真，可以验证电路设计的正确性、性能参数的满足程度，以及优化设计方案。
在仿真过程中，应该考虑输入电压变化、负载变化和开关频率等因素，以评估BOOST电路的稳定性、效率和纹波等性能指标。
需要注意的是，设计和仿真过程可能需要多次迭代调整，以达到所需的设计目标。
此外，BOOST电路的稳压控制等高级功能也需要在设计和仿真中进行考虑。
总之，BOOST电路的设计与仿真需要进行参数选择、元件选择、仿真分析等多个方面的工作。
通过合理的设计和仿真分析，可以得到满足设计要求的BOOST电路方案。
Boost电路设计与仿真
2012下学期电力电子电路设计与仿真Boost电路设计与仿真一、设计要求：设计Boost电路，使其输入电压为40V。
输出电压为150V±3V，输出功率150w，选取输出电阻150Ω。
二、设计目的：1、通过对Boost 电路的设计，掌握Boost电路的工作原理，综运用所学知识，进行Boost电路和系统设计的能力。
2、根据给定指标，设计BOOST电路参数。
3、利用MATLAB仿真软件，做出MATLAB模型图及其MATLAB示波器的波形。
三、设计方案和电路图：（1）BOOST电路图：图（1）Boost电路原理图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。
当开关管处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为i L ,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U 0.设开关管通态时间为t on ,此阶段L 积蓄能量为 E i L t on 。
当开关管处于断态时E 和L 共同向C 充电，并向负载R 提供能量。
设开关管处于断态时间为t off ,则这期间电感L 释放能量为（U 0-E ）i L t off .一周期T 中，电感L 积蓄的能量和释放的能量相等，即 E i L t on =（U 0-E ）i L t off 化简得： U 0=T/ t off E（2）参数计算 （a ）占空比计算U 0=T/ t off E……………………………………………………………………………○1 U 0=150U ，E=60U ………………………………………………………………………○2 由○1，○2有D=60% （b ）电感参数计算电感的选取应满足公式L=)221(D D ITU S-……………………………………○3 其中L 为电感值，U 0为输出电压，I 0为输出电流，由输出功率150w ，输出电压150v ，可得输出电流A I 10=，T S 为开关管工作周期，开关频率越高，电感器的值就可以越小，体积就可以越小，但开关频率高了会加重开关管的负担，这理选开关频率为100kHzV V Di (min)0(max)min1-==0.58=TS105-L=7758.01(58.0*1*2*150)1025=--μH实际电路中L=1.5*L=116μH 这里选取150μH（c ）电容参数计算电容的选取应满足公式VI T D os C ∆=0max…………………………………………○4 式中V 0∆为纹波电压62.01556011maxminmax=-=-=VV Do iC=11**62.0105-=6μF电容取得大滤波效果越好，这里取C=10μf（d ）开关管的选择输入端电流Ii有公式IV I V ii**=所以输入电流为2.5A ，开关管导通和关断时的尖峰电流应大于此值，开关管导通时的允许电流应为此值的两倍，即≥Ip5A ，开关管的耐压值应为输出电压和二级管电压之和即150.7v ，开关管关断时漏源极电压为此值的两倍即300v 。
boost电路MATLAB仿真设计
科技大学高新学院电力电子技术课程设计报告题目 BOOST电路的设计和仿真专业班级自动化0902 学号 0901030229 姓名宿亚指导教师周燕2012 年 7 月 11 日BOOST电路的设计与仿真摘要Boost升压电路是一种直流一直流变换电路,即是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
可以分为充电过程和放电过程。
在充电过程中，IGBT导通，IGBT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。
在放电过程中，当IGBT截止时，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。
设计由MATLAB软件对电路进行仿真得出各种模型图和波形。
【关键字】升压电路 Matlab IGBT一、设计要求：设计Boost 电路，使其输入电压为40v 。
输出电压为60v —120v 。
二、设计目的：1、通过对Boost 电路的设计，掌握Boost 电路的工作原理，综运用所学知识，进行Boost 电路和系统设计的能力。
2、根据给定指标，设计BOOST 电路参数。
3、利用MATLAB 仿真软件，做出MATLAB 模型图及其MATLAB 示波器的波形。
三、设计方案和电路图：（1）BOOST 电路图：图（1）Boost 电路原理图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i L ,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U 0.设V 通态时间为t on ,此阶段L 积蓄能量为 Ei L ton。
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。
Boost和Buck-Boost变换器的设计与计算机仿真.
电力电子系统的计算机仿真——总结报告题Boost 和Buck-Boost 变换器的设计与计算机仿一、综合训练设计内容及技术要求1. MATLAB部分（1）熟悉Matlab 使用环境。
（2）初步掌握Matlab 的基本应用，包括数据结构，数值运算，程序设计及绘图等。
（3）熟悉Simulink 系统仿真环境，包括Simulink 工作环境，基本操作，仿真模型，仿真模型的子系统，重要模块库等。
（4）初步掌握Simpowersystems 模型库及其应用。
（5）能够使用Simpowersystems 模型库进行电力电子电路的仿真分析。
2．设计部分（1）设计一个升压变压器，输入电压为3-6V，输出电压15V，负载电阻为10 欧姆，要求电压连续。
根据上述要求完成主电路设计。
（2）设计一个Buck-Boost 变换器，输入20V 的直流电源，输出范围为10~40V, 要求电感电流连续。
根据上述要求完成主电路设计，开关器件选用MOSFIT，开关频率20KHz，负载为10 欧姆。
（3）完成上述升压变化器的计算机仿真，观察输出电压电流波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时输入输出的变化情况、和理论分析的结果进行比较。
4. 选作：使用PSIM仿真软件完成上述仿真。
二、综合训练总结报告必须提交的成果（1）综合训练总结报告（不少于20 页，约一万字左右）需包括：1）前言。
2）目录。
3）主电路工作原理说明。
4）主电路设计详细过程与图纸。
5）仿真模型的建立、各模块参数的设置。
6）仿真结果的分析。
7）总结。
8）参考文献。
9）体会。
（2）综合训练总结报告要求用A4 页面打印，小四宋体，单倍行距，采用word 默认的边距，仿真模型、模块参数设置、仿真结果等都要在总结报告中进行详细说明。
前言电力电子学是综合应用电工理论、电子技术及控制理论等，利用电力电子（功率半导体）器件控制或变换电能，以达到合理而高效率地使用能源。
电力电子技术课程设计--基于Boost电路APFC原理及设计
（1）APFC电路原理图
（2）APFC电路工作原理
➢ 单相交流电经过整流后得到单相双半波正弦 电压信号，此电压波形作为功率因数校正控制器 的输入电流的参考波形，输入到模拟乘法器，为 了保证输出电压恒定，将输出电压通过电压反馈 网络也引入乘法器，经过乘法器运算后，其结果 作为电流波形的参考值，并与实际取样的电流值 进行比较，然后通过驱动电路产生的驱动信号， 控制DC/DC变换器的输出电流和电压。
一般地，开关频率远高于输入交流的频率，因此可 以近似认为交流输入电压峰值为常数，在一个开关周 期内输入电压保持不变，因而乘法器的输出信号恒定， 即电流放大器的输入基准电流恒定。当Boost转换器随 输入电压波形进行功率因数校正时，相当于参考电流 的实时正弦变化，乘法器的输出也随之而变。下图是 SPWM控制时的电感电流波形图，图中实线为实际电 感电流，虚线为平均电流。
电力电子技术课程设计
J电气工程及其自动化
设计要求
➢ 根据给定指标，设计BOOST电路参数 ➢ 掌握APFC工作原理及控制系统设计 ➢ 利用PSIM软件，建立仿真系统模型 ➢ 仿真实验，观察重要器件波形及参数 ➢ 撰写课程设计报告
基于Boost电路APFC原理及设计
1、电路工作条件： • 输入电压：190-240V/50Hz交流电 • 输出电压：400V • 器件工作频率：20kHz • 额定功率：1kW • 峰值功率：1.5kW • 负载：电阻
从下图可以发现，电流跟踪控制电路中的开关 管的开关周期是不断变化的，所以导致了电感电 流的变化率也在一直变换中，同时整个电路的工 作频率不是恒定的。电流跟踪控制电路具有电流 反馈环，可以实时地对电路中电流和信号进行调 节。但是这种控制电路开关频率受到负载的影响 比较大，滞环宽度对整体性能造成很大的干扰。
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课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目： Boost电路的建模与仿真{专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：【二○一五年一月目录引言课程设计任务书...........................................错误!未定义书签。
第一章电路原理分析..........................................错误!未定义书签。
第二章电路状态方程..........................................错误!未定义书签。
当V处于通态时..........................................错误!未定义书签。
当V处于断态时..........................................错误!未定义书签。
第三章电路参数的选择........................................错误!未定义书签。
占空比 的选择 .........................................错误!未定义书签。
电感L的选择...........................................错误!未定义书签。
电容C的选择............................................错误!未定义书签。
负载电阻R的选择........................................错误!未定义书签。
第四章电路控制策略的选择....................................错误!未定义书签。
电压闭环控制策略..........................................错误!未定义书签。
直接改占空比控制输出电压.................................错误!未定义书签。
第五章 MATLAB编程...........................................错误!未定义书签。
定义状态函数............................................错误!未定义书签。
主程序的编写............................................错误!未定义书签。
运行结果................................................错误!未定义书签。
第六章 Simulink仿真.........................................错误!未定义书签。
电路模型的搭建..........................................错误!未定义书签。
仿真结果................................................错误!未定义书签。
第七章结果分析...............................................错误!未定义书签。
参考文献......................................................错误!未定义书签。
引言课程设计任务书题目Boost电路建模、仿真任务建立Boost电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析，合理选取电路中的各元件参数。
要求课程设计说明书采用A4纸打印，装订成本；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。
V1=20V±10%V2=40VI0=0 ~ 1AF=50kHZ第一章 电路原理分析Boost 电路，即升压斩波电路（Boost Chopper ），其电路图如图1－1所示。
电路中V 为一个全控型器件，且假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。
当V 处于通态时，电源E （电压大小为1V ）向电感L 充电，电流L i 流过电感线圈L ，电流近似线性增加，电能以感性的形式储存在电感线圈L 中。
此时二极管承受反压，处于截断状态。
同时电容C 放电，C 上的电压向负载R 供电，R 上流过电流0I R 两端为输出电压0U （负载R 两端电压为2V ），极性为上正下负，且由于C 值很大，故负载两端电压基本保持为恒值。
当V 处于断态时，由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性，以保持L i 不变，这样E 和L 串联，以高于0U 电压向电容C 充电、向负载R 供电。
下图1－2为V 触发电流和输出负载电流的波形，图1－3为电感充放电电流的波形。
图2－1第二章 电路状态方程为了方便后面MATLAB 程序的编写，此文中选取电感电流i L 和电容电压V 2为两个状态变量，，建立状态方程。
当V 处于通态时电源E 对L 充电，设电感电流初值为0L I ，即由1LL di V L V dt== 可得L 电流为：110L L V Vi dt t I L L==+⎰设通态时间为on t ，则on t t =时L 电流达到最大，1.max 0L on L V i t I L=+ （式2－1） 同时，电容C 向负载供电，其电流为：RV dt dV C i c 22=-= 电路状态方程如下：1L L di V V dt L L == 22dV Vdt CR =-当V 处于断态时电源和电感L 同时向负载R 供电，L 电流的初始值则为V 处于通态的终值.max L i ，由12L L di V L V V dt ==-可得：1212.max L L V V V Vi dt t i L L--==+⎰ （式2－2）设断态时间为off t ，则off t t =时L 电流将下降到极小值，即为0L I ，故由（式2－2）得：120.max L off L V V I t i L-=+，于是得到off off on t V t t V 21)(=+。
令on off T t t =+，并设占空比on t T α=，升压比为offTt ，其倒数为off t T β=，则1V 与2V 的关系可表示为：2111V V α=- （式2－3） 由此式可见，1α<，故21V V >，则达到电压升高的目的。
电路状态方程如下：12L di V V dt L -= 22L dV i R V dt RC-=第三章 电路参数的选择占空比α的选择由（式2－3）可得：212V V V α-=，其中V1=12V ±10% ，V2=24V 故可得：55.045.0<<α电感L 的选择在该电路中，前面已经假设电感L 的值必须足够大，在实际中即要求电感有一个极限最小值min L ，若L<min L ，将导致电感电流断续，并引起MOSFET 元件V 和续流二极管VD 以及电感L 两端的电压波形出现台阶，如图3－1所示。
这种情况将导致输出电压纹波增大、电压调整率变差，为防止此不良情况的出现，电感L 需满足下式要求：min 1.3L L ≥ （式3－1）根据临界电感min L 的定义可知，当储能电感min L L =时，V 导通时，通过电感的电流L i 都是从零（即00L I =）近似线性增加至其峰值电流max L i ，而V 截止期间，L i 由max L i 下降到零。
在此情况时，L i 刚好处在间断与连续的边缘，而且MOSFET 、二极管和电感两端电压的波形也刚好不会出现台阶，此时电感电流L i 的平均值LI 正好是其峰值电流max L i 的一半。
即 max 12L L I i =⋅ （式3－2）且此时有00L I =，min L L =，代入（式2－3）得：21.max minL off V V i t L -=（式3－3） 由（式3－2）和（式3－3）得：21min12L off V VI t L -=⋅ （式3－4）根据电荷守恒定律，电路处于稳定状态时，电感L 在V 截止期间所释放的总电荷量等于负载在一个周期T 内所获得的电荷总量，即0L off I t I T ⋅=⋅（式3－5）由（式3－4）和（式3－5）得：()()22221212112min 000()1()()/222off V V T V V t V V T V V L TI TI I α--⎡⎤--⎣⎦=== （式3－6）已知数据V 2=24V ，1/0.02T f ms ==，并取V 1=12V ，00.5I A =，代入（式3－6）得：H 60L min μ=故由（式3－1）得：H 78L 3.1L min μ=≥电容C 的选择在该电路中，当V 截止、VD 导通时，电容C 充电，2V 上升，此时流过二极管VD 的电流D i 等于电感L 的电流L i 。
设流过C 的电流为C i ，流过R 的电流为2i （此处将其近似看成一周期内的平均值为0I ），则20C D L i i i i I =-=- （式3－7）由（式3－7）与（式2－2）得：12max 0C L V Vi t i I L-=+-通过C i 求出off t 期间C 充电电压的增量，就可得到输出脉动电压峰峰值12max 00011()off off t t C L V V U i dt t i I dt C C L-∆==+-⎰⎰212max 01[()]2L off off V V i I t t C L-=-+（式3－8） 由于此过程中负载电流可看成线性变化，且认为电容C 的电压由0开始上升，并且到off t t =时电感L 电流刚好下降为0，故2max L off V i t L=（式3－9） ()20.max 2022off off L L t t I i V I T L T+=⋅= （式3－10） 将（式3－9）和（式3－10）代入（式3－8）并整理得：222221221212()(1)()222off off tV V V t T V V V T T C L U L U L U V αα+-⋅-+⋅===∆∆⋅∆⋅ （式3－11）已知V 1=12V ，V 2=24V ，取12V .0%U 1U 2==∆，则由（式3－11）得： 当取300L H μ=时，F 33.33C μ= 当取500L H μ=时，F 02C μ= 当取1000L H μ=时，F μ10C =负载电阻R 的选择根据公式02I V R =可得：Ω==1205.024R第四章 电路控制策略的选择电压闭环控制策略在前面提到电容C 假设为很大的值，但由于实际上C 不可能无穷大，所以输出电压会在一定范围内波动，为使输出电压稳定在一个较为理想的范围内，通过测量输出端的电压，与电压给定值比较，得到误差，再经过PI 调节器，送到PWM 脉冲发生器的输入端，利用PWM 的输出脉冲来控制功率管的导通和关断。