boost电路仿真报告

Boost 电路
1．实验名称：基于matlab 的boost 电路仿真的实验报告分析。

2．实验目的：○
1学习matlab 的基础知识和操作； ○
2改变占空比以及原件参数，观察电压和电流的变化。

3.实验平台：simulink 和simpowersystems
4.实验原理：首先假设电路中电感L 的值很大，电容C 值 也很大。

当IGBT
处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I 1，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u 0为恒值，记为U 0 。

设IGBT 处于通态的时间为t on ，此阶段电感L 上积蓄的能量为EI 1t on 。

当IGBT 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IGBT 处于断态的时间为t off ，则在此期间电感L 释放的能量为（U 0 -E ）I 1t off 。

当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 上积蓄的能量与释放的能量相等 EI 1t on =（U 0 -E ）I 1t off 化简为 U 0=T*E/t off 输出电压高于电源电压
图1
图2
5.实验过程：
1、研究电路电感L的变化对电路工作状态的影响，其中E=10(V), T=1e-4(S), α
=10%, C=1e-5, R=10Ω，触发角0度。

平均值最大值最小值差值最大值最小值差值
L（H）U R（V）I o（A）U max
（V）U min
（V）
I max（A）I min（A）
1e-3 10.28 1.144 10.6609 9.628 1.0329 1.1864 1.0875 0.0989 3e-3 10.29 1.145 10.714 9.676 1.038 1.1591 1.1261 0.033 5e-3 10.29 1.145 10.7264 9.6855 1.0409 1.1536 1.1388 0.0148
图3 直流电源为10V
图4 脉冲信号设置
图6 电容设置
图7示波器设置
图8 电感设置为L=1e-3H 图9 电感设置为L=3e-3
图10 电感设置为L=5e-3
仿真结果如下：
（1）电感L=1e-3（H）时的波形，如图11 图11
图11.1 电压放大的波形
图11.2 电流放大的波形
（2）电感L=3e-3（H）时的波形，如图12
图12
图12.1 电压放大的波形
图12.2 电流放大的波形
（3）电感L=5e-3（H）时的波形，如图13图13
图13.1 电压放大的波形
图13.2 电流放大的波形
结论：由以上的波形（1）～（3）可以知：电感越大，波纹越小；由数据可知，电感越大，最大最小值之差越小。

2.研究电路电容C的变化对电路工作状态的影响E=10(V), T=1e-4(S), α=10%, L=1e-3（H）, R=10Ω，触发角0度。

平均值最大值最小值差值最大值最小值差值
C（F）U R（V）I o（A）U max
（V）U min
（V）
I max（A）I min（A）
1e-5 10.28 1.144 10.661 9.628 1.003 1.1864 1.0875 0.0989 3e-5 10.29 1.146 10.4378 10.892 -0.4542 1.1928 1.094 0.0988 5e-5 10.30 1.147 10.3838 10.1743 0.2095 1.194 1.0952 0.0988
（1）电容=1e-5（F）时的波形，如图14
图14 示波器的波形
图14.1 电压放大的波形
图14.1 电流放大的波形
（2）电容=3e-5（F）时的波形，如图15图15 示波器的波形
图15.1 电压放大的波形
图15.1 电压放大的波形
（3）电容=5e-5（F）时的波形，如图16
图16 示波器的波形
图16.1 电压的放大波形
图16.2 电流的放大波形
结论：由以上的波形（1）～（3）可以知：电容越大，波纹越小；在误差允许范围下，由数据可知，电容越大，最大最小值之差越小。

3.研究主电路信号的占空比α的变化对电路工作状态的影响E=10(V),
平均值最大值最小值差值最大值最小值差值
α（%）U R（V）I o（A）U max
（V）U min
（V）
I max（A）I min（A）
10 10.29 1.145 10.3958 10.186 0.2098 1.1559 1.1361 0.0198 30 13.42 1.923 13.7915 12.977 0.8145 1.9505 1.8915 0.059 60 22.14 5.619 24.6816 21.8694 2.8122 5.9009 5.7805 0.1240
（1）占空比为10时的波形，如图17
图17
图17.1 电压放大的波形
图17.2 电流放大的波形
（2）占空比为30时的波形，如图18 图18
图18.1 电压放大的波形
图18.2 电流放大的波形
（3）占空比为60时的波形，如图19
图19
图19.1 电压放大的波形
图19.2 电流放大的波形
分析：由以上（1）～（3）波形可以知道，其它条件不变，占空比越大，输出的电压电流值越大；由数据可知，最大最小值之差越大。

六、实验总结
1、由以上数据可以知道，电感电容可以控制输出波形的波动范围，电感电容越大输出的波形越平缓。

2、占空比可以控制输出电压的大小，占空比越大输出电压越大，反之越小。

3、在做仿真的时候，要选取适当的电感、电容的值，这样得到的波形才更好，也要多做几次才知道取值的大小范围哪个合适！
4、尽管有些误差，但只要认真去做，就能够做好实验。