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boost传递函数 交流小信号推导

boost传递函数 交流小信号推导
boost传递函数 交流小信号推导

看看确实推导过程都没写,不过确实因为推导太复杂了,要整理成word真不容易,开个手稿版的,其实都是按照张卫平那本书中的方法和步骤推导的,不过那本书中只对buck拓扑进行了推导,所以我真的没有抄哦。

由上面的两个式子就可以推导出Gvd(s)和Gid(s),过程就略过了,直接给出结果:

而Gvg(s)和Gig(s)的推导则令交流小信号等效电路中d(s)微变量为零,即涉及到的电压源短路,电流源开路,同样根据变压器两边电压电流的关系可列出两个式子

基本上,CCM模式的boost主回路Gvd(s)均可以套用这个公式,大家可以结合自己接触过的项目用mathcad绘制这个函数的波特图,对于主回路的传递函数其实有四个式子,这个当然是最关键的,因为是占空比到输出电压的传递函数,关于这个函数主要注意点是:品质因数Qc、ESR造成的零点和右半平面零点,明天再做具体分析。

最后一张图②中的交流小信号等效电路,那个方法不懂,麻烦楼主再讲一下

为什么d'(t) < Vo(t) >Ts就分离为那四部分了?

我也是按照那个书上《开关变换器的建模与控制》的方法来推导的,我的理解是那种分离方法是针对小信号扰动进行,其实就相当于用d'(t) < Vo(t) >Ts对t求导数,Ts指的是开关周期内输出电压的平均值,自然就是Vo了,d`(t)在开关周期内的平均值自然就是D`,该式对时间求一阶导数的话就是那四个分式啦

不晓得有没有解释清楚

其实你可以看看那本书,我推传递函数的方法和步骤基本都是按照那本书的方法进行的

d'(t)Ts不就是d(t)Ts对时间t 求导了么?,还是说这里的d' 表示的和D‘差不多的意思?

其实应该是(1-d(t))Ts对时间求导,所以式子中有很多匪夷所思的负号

那个d(t)Ts是平均分量表达式,然后把平均分量分解成直流分量与交流小信号分量之和。按照《开关变换器的建模与控制》书上所述,系统满足低频假设、小纹波假设、小信号假设时,就可以这样处理,关于这个理论的合理性以及与实际情况的吻合度我就不好解释了

没做过buck,所以暂时还不敢跟您讨论关于buck,不过我这里推的跟反馈还完全扯不上关系呢,只是将boost主电路作为一个对象推导这个对象的传递函数,然后才根据这个传递函数去设计补偿,其实是这样来看的,boost作为一个推导对象存在两个输入量Vg和D,两个输出量Vout和Ig,就是推导这四个量之间的小信号关系,我之所以推导Gvd和Gid,均是推的占空比与输出量的关系,因为Vg在目前的闭环控制中均是前馈量,即目前的控制策略反馈量均是控制占空比的,确实是因为电流环的等效处理需要Gvd和Gid

可以估算的啊,不是很多资料都在做什么教你一步一步设计开关电源,那种基本都是直接用公式的,不用你去理解公式怎么推来的,只要用就可以了,不过如果是刚开始做我建议还是推一下,搞明白公式怎么来的,然后对实际参数的等效处理之类的比较有帮助,不然有时候你会不清楚哪些参数怎么等效,哪些参数可以忽视

主要想介绍峰值电流控制模式,这种控制模式用电压控制器的输出信号作为控制量,用流过开关管的峰值电流作为反馈量,与主电路组成电流控制内环。在峰值电流控制模式中,占空比d(t)受到多个变量—控制量、反馈电流、输入电压、输出电压等诸多量的控制。

下图给出了一个简单的峰值电流控制的系统框图,是个由一个电流内环和一个电压外环构成的控制系统。电压控制网络由一个误差放大器和补偿网络实现,输出电压采样信号与Vref相比较,产生一个误差信号,作为电压控制网络的输入信号,通过误差放大器和补偿网络输出后作为电流控制网络的控制信号。电流控制网络通过一个比较器和RS触发器实现峰值电流控制,即采样的电流信号峰值一旦超过电压控制网络输出的控制信号,PWM发生器输出的PWM信号保持低电平从而关断开关元件,此时电感电流下降直到下一个周期。

开关变换器引入峰值电流控制模式后会出现一种称为次谐波振荡的不稳定现象。为了解决这个问题,目前比较成熟的做法是在峰值电流控制网络中增加人工斜坡补偿技术,很多文献都深入分析了这种补偿技术为什么能够解决次谐波振荡以及是如何解决的,在此不再赘述。本系统中的做法是将UC2842振荡回路的外接定时电容上的振荡信号通过一个三极管、交流耦合电容和电阻分压网络引入到芯片的Isen端,在Isen端与电流采样信号求和。

嗯哼,你的这种推导计算方法。

是正确的!

如果非要推导Vil和Vic与D的关系式。

那么也就是这么种做法。

但是此类的工作,本大师过去也曾经做过。

虽然只是小信号正确,而与实际电路几乎风马牛不相及。

但作为小信号的模型推导,也只能就是这样子了。

但还是没有任何实际意义。

用等效功率级传递函数品质因数Qc` = 0.036与功率级传递函数品质因数Qc = 4.677比较,

不难发现电流环的介入使系统成为一个低Q值系统,原先的共轭复根被分散成两个离得较远的频

率点,这就使得电压补偿环的设计比较简单。

根据这个推出的等效功率级传递函数计算设计电压反馈补偿环路就可以了,明天再写,后面saber仿真文件和mathcad计算文件哦,这后面有点难,我自己算得也是糊里糊涂的,现在好好多细节的处理也不知道是不是对的

Fm= 1/(Ma.Ts)

如果没有或不需要Slope Compensation,Ma=0,那么Fm = ?

这个模型就是根据有斜坡补偿推出来的,所以很复杂,如果没有斜坡补偿就不需要用这个模型了,峰值电流模式有好几个模型可以用呢,用简化一点的那种

没做过buck哎,但是应该每个拓扑中功率管和整流管的导通电阻都会影响直流工作点的,我帖子里就直接没考虑,因为没选具体的器件。滤波电容的取值就是考虑输出电压纹波值,当然范围也蛮大的,还要考虑电容的ESR值,至于瞬态特性我还没认真考虑过,但是瞬态特性一般是可以通过控制环路去改善的

第4步:根据等效功率级传递函数设计电压补偿网络

关于电压反馈环的设计,计算倒是次要的,关键还是经验,即随着实际经验的增长应该建立一种能够针对主回路传递函数选择恰当的补偿网络的能力,而没什么经验的电源工程师只能去借鉴他人,从书籍网络上观察他人是怎样的主回路传递函数,他们根据这样的传递函数又是选择怎样的补偿网络的,也不必过于执着于为什么这样的传递函数就要选择这样的补偿网络,因为本来这就不是一对一的关系,你同样可以选择其他的补偿网络来达到同样的效果。

另外可以多使用仿真软件,观察不同的补偿网络的优缺点,其实也就涉及稳态误差、动态响应几个方面的性能。

我还处在初级阶段,所以该实例中我选择的补偿网络是借鉴的《开关变换器的建模与控制》P227也所采用的方法,因为这个实例跟书中的例子控制对象很接近,即均为含有RHP零点的双极点控制对象,根据书中的提议选用双极点补偿网络,补偿网络的两个极点值分别取为控制对象的RHP零点和ESR零点,本例中即为3.2kHz和13.5kHz的两个极点。

之后可以通过仿真对补偿网络再进行调节,使稳态误差、动态性能均满意为止,当然我们也知道在各种指标之间必须实现一种平衡,不能妄图所有指标都最优。

另外,该示例中一些实际的参数均未考虑,比如开关器件的导通压降、换流回路及输出电容的杂散电感。关于开关器件的导通压降,如果相对电路的电压电流值很小确实可以忽略,如果必须考虑则主要考虑其对直流工作点的影响即可。而换流回路及输出电容的杂散电感对环路的设计没有影响,主要是会在开关器件两端电压及输出电压上叠加高频信号,如果高频信号比较大则需要增加吸收回路。

都是看的书上的啦,也没那么复杂,主要就是跟自己的实际项目联系起来的时候有些等效处理比较难,我是不是写得太难了?能看得明白么?

bmp有点模糊,还是可以看明,有两个地方有点疑问,请ellie帮释疑下,谢谢~

1. 用的pwl电源,模拟启动时的时序,一般情况下是主电路先有输入电压,然后控制回路再启动。

2. 那个是CCCS电源,用于电流采样,k=1

麻烦您将照片里面的pwl设置写下吧,我这里看不清楚。。仿下想看看它啥样?

0,0,5m,0,5.01m,10

我是这样设置的,其实无所谓的,就是模拟一个阶跃的电源输入

把saber仿真的图截出来了,嘿嘿,防止帖子沉了,我想要mini pad.

先是主回路,最经典也最简单的那种啊

用pwlr可以模拟各种负载特性,瞬变、缓变,总之只要是阻性特性都可以,用cccs,恒流控制的恒流源模拟电流互感器获得电感电流信号,可以设置变比,这个cccs放在开关的下面也是一样的,放在开关下面采的电流就是Ton期间的电流信号,放在我放的这个位置就是整个周期的电流信号,都是一样的,因为对于峰值电流控制模式来说,只有Ton期间的电流信号有用,因为比较器发生动作标志着Ton阶段的结束,当然建模的时候是要考虑整个周期的波形的。

然后是电流内环以及斜坡补偿电路的构建,这种斜坡补偿电路我在书上和相关的资料上都没见过,是在实际项目中接触到的,记得当时就因为这种斜坡补偿电路导致我计算电流内环时不知道如何处理,纠结了很久,还专门写了一个这种斜坡补偿电路的mathcad文件,因为斜坡补偿电路与电流采样要配合好,一方面确定不发生低频振荡,另一方面同时限制峰值电流值,相当于限制变换器能达到的最大功率。

双极点反馈控制环,应该也有其他的电路方式吧,这是我想到的最简单地方法,用一个运放构建一个极点,然后用3843内的误差放大器构建一个极点。还加了启动过冲电流控制电路,实际上还没试过,因为之前的项目斜坡补偿电路其实已经有限制启动过冲电流这个功能了,所以说我觉得那个斜坡补偿电路真牛逼,打算在接下来的项目中试一下这个启动过充电流限制电路。。。然后pwl电压源是因为一般都是主电路先上电,然后控制电路再启动脉冲,用这个电压源就是为了模拟这个时序

就是那样的啊,峰值电流模式是双环反馈,输入电流和输出电压均受控,那个图是根据那个Ap(s)的表达式画出来的,刚才看了一下可能有别的问题,好像跟表达式不是很对应,差了一个参数,明天去看看书。。。不过确实是既有电压反馈又有电流反馈的,不晓得图能不能这样画,电流反馈应该绘制成一个内环的

应该这样,只有电压可以相加减,或电流相加减。

恩恩,这样就对上了,谢谢啦,难怪感觉有点不对劲

确实,在电流模式控制的变换器中,其简化模型的开环传递函数包含这么几项,以反激为例:1.功率级传函:

CCM:

DCM:

2.反馈补偿网络传函

直流分析:

交流小信号模型:

推导传函:

Gs和Hs相乘即为反激变换器的开环传递函数。根据16楼所说的几个参数可对环路进行调整。

BOOST电路方案设计

项目名称基于PWM控制BOOST变换器设计 一、目的 1 ?熟悉BOOST变换电路工作原理,探究PID闭环调压系统设计方法。 2 ?熟悉专用PWM控制芯片工作原理, 3?探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律,并分析系统稳定性。 二、内容 设计基于PWM控制的BOOST变换器,指标参数如下: 输入电压:9V?15V; 输出电压:24V,纹波<1%; 输出功率:30W 开关频率:40kHz 具有过流、短路保护和过压保护功能,并设计报警电路。 具有软启动功能。 进行Boost变换电路的设计、仿真(选择项)与电路调试 三、实验仪器设备 1 ?示波器 2 .稳压电源 3 ?电烙铁 4. 计算机 5. 万用表 四、研究内容 (一)方案设计 本设计方案主要分为4个部分:1)Boost变换器主电路设计;2)PWM控 制电路设计;3)驱动电路设计;4)保护电路设计。系统总体方案设计框图如图 1.1所示。

1 ?主电路参数设计[1,2] 电路设计要求:输入直流电压9~15V ,输出直流电压24V ,输出功率30W , 输 出纹波电压小于输出电压的1%,开关频率40kHz , Boost 电路工作在电流连续 工作 模式(CCM )。 Boost 变换器主电路如图1.2所示,由主开关管Q 、电感L 、滤波电容C 、功率 二极管VD 和负载R 组成。 1)电感计算 忽略电路损耗,工作在CCM 状态,根据Boost 电路输出电压表达式可得PWM 占空比: 艮卩,0.375 乞 D 乞 0.625 。 D max 八十十齐0.625 图1.1系统总体方案设计框图 图1.2 Boost 变换器主电路

boost电路设计介绍

BOOST电路设计介绍 0 引言 在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC/DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC 升压电路。 UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boost拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。 1 UC3842芯片的特点 UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。 由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。这种电流型控制电路的主要特点是: 1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率; 2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率; 3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作; 4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。 2 Boost电路结构及特性分析 2.1 由UC3842作为控制的Boost电路结构 由UC3842控制的Boost拓扑结构及电路分别如图1和图2所示。

传递函数的使用.docx

传递函数transfer function零初始条件F线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。记作G (s) =Y (s) /U (s),其中Y (s)、U (s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一,经典控制理论的主要研究方法频率响应法和根轨迹法都是建立在传递函数的基础Z上。 简介 系统的传递函数与描述其运动规律的微分方程是对应的。可根据组成系统各单元的传递函数和它们之间的联结关系导出整体系统的传递函数,并用它分析系统的动态特性、稳定性,或根据给定要求综合控制系统,设计满意的控制器。以传递函数为工具分析和综合控制系统的方法称为频域法。它不但是经典控制理论的基础,而且在以时域方法为基础的现代控制理论发展过程小,也不断发展形成了多变量频域控制理论,成为研究多变量控制系统的有力工具。传递函数小的复变量s在实部为零、虚部为角频率时就是频率响应。传递函数是《积分变换》里的概念。对复参数S, 函数f(t)*e A(-st)在[0,+8)的积分,称为函数f(t)的拉普拉斯变换,简称拉氏变换,记作F(s),这是个复变函数。设一个系统的输入函数为x(t), 输出函数为y(t),贝9 y⑴的拉氏变换Y(s)与x(t)的拉氏变换X(s)的商: W(s)=Y(s)/X(s)称为这个系统的传递函数。传递函数是由系统的本质 特性确定的,与输入量无关。知道传递函数以后,就可以由输入量求输岀量,或 者根据需要的输出量确定输入量了。传递函数的概念在自动控 制理论里有重要应用。 传递函数的常识 传递函数概念的适用范围限于线性常微分方程系统?当然,在这类系统的分析和设计屮,传递函数方法的应用是很广泛的.下面是有关传递函数的一些重耍说明(下列各项说明中涉及的均为线性常微分方程描述的系统). 1.系统的传递函数是一种数学模型,它表示联系输出变量与输入变量的微分方程的一种运算方法. 2.传递函数是系统本身的一种属性,它与输入量或驱动函数的大小和性质无关? 3.传递函数包含联系输入量与输出量所必需的单位,但是它不提供有关系统物理结构的任何信息(许多物理上完全不同的系统,可以具有相同的传递函数,称之为相似系统). 4.如果系统的传递函数已知,则可以针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或响应,以便掌握系统的性质. 5.如果不知道系统的传递函数,则可通过引入已知输入量并研究系统输岀量的实验方法,确定系统的传递函数?系统的传递函数一旦被确定,就能对系统的动态特性进行充分描述,它不同于对系统的物理描述.

boost电路设计张凯强

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:自动化 班级:自091 学号: 0902100202 姓名:张凯强 指导教师:陆益民 广西大学电气工程学院 二○一一年十二月

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=48V±10%,V2=72V,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IO的相图(即V2为X坐标;IO为Y坐标);(3)对V2与IO进行纹波分析;(4)改变R1,观察V2与IO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。

一、原理分析 分充电和放电两个部分来说明(假设MOS 管断开很久,所有元件都处在理想状态): 充电过程 在充电过程中,开关闭合(MOS 管导通),等效电路如图二,开关(MOS 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。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。 放电过程如图,这是当开关断开(MOS 管截止)时的等效电路。当开关断开(MOS 管截止)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。升压完毕。 U ()o t +- + - U ()o t +-+ -

60w-boost电路的设计大学论文

电力电子技术课程设计课题:60W boost电路的设计 班级电气学号 姓名 专业电气工程及其自动化 系别电子与电气工程学院 指导教师陈万 2015年6月

目录 一、总体设计思路 (3) 1.1设计的目的 (3) 1.2实现方案 (3) 二、直流稳压电源设计 (4) 2.1电源设计基本原理 (4) 2.2稳压电源总电路设计 (6) 三、boost主电路设计 (8) 3.1boost电路工作原原理 (8) 四、控制电路设计......................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1PWM控制芯片SG3525 ............................................................. 错误!未定义书签。 4.2控制电路原理............................................................................. 错误!未定义书签。 五、驱动电路设计......................................................................................... 错误!未定义书签。 5.1IGBT对驱动电路的影响 (14) 5.2驱动电路基本原理 (14) 六、结论 (16) 七、心得体会 (16) 八、附录

一、 总体设计思路 1.1 设计目的 升压斩波电路是最基本的斩波电路之一,利用升压斩波电路可以实现对直流的升压变化。所以,升压斩波电路也可以认为是直流升压变压器,升压斩波电路的应用主要是以Boost 变换器实现的。升压斩波电路的典型应用有:一、直流电动机传动,二、单相功率因数校正(Power Factor Correction PFC )电路,三、交直流电源。直流升压斩波电路的应用非常广泛,原理相对比较简单,易于实现,但是,设计一个性能较好变压范围大的Boost 变换器并非易事,本设计的目的也就在于寻求一种性能较高的斩波变换方式和驱动与保护装置。 1.2 实现方案 本设计主要分为五个部分:一、直流稳压电源(整流电路)设计,二、Boost 变换器主电路设计,三、控制电路设计,四、驱动电路设计,五、保护电路设计。 直流稳压电源的设计相对比较简单,应用基本的整流知识,该部分并非本设计的重点,本设计的重点在于主电路的设计,主电路一般由电感、电容、电力二极管、和全控型器件IGBT 组成,主电路的负载通常为直流电动机,控制电路主要是实现对IGBT 的控制,从而实现直流变压。主电路是通过PWM 方式来控制IGBT 的通断,使用脉冲调制器SG3525来产生PWM 的控制信号。设计主电路的输出电压为75V ,本设计采用闭环负反馈控制系统,将输出电压反馈给控制端,由输出电压与载波信号比较产生PWM 信号,达到负反馈稳定控制的目的。 L D C R V L i i u o u + - +- O t g u O t L i max L i min L i T on t 图1-1 原理框图 二、直流稳压电源设计 2.1电源设计基本原理 在电子电路及设备中一般都需要稳定的直流电源供电。这次设计的直流电源

传递函数及其性质

2-6 传递函数 求解控制系统的微分方程,可以得到在确定的初始条件及外作用下系统输出响应的表达式,并可画出时间响应曲线,因而可直观地反映出系统的动态过程。如果系统的参数发生变化,则微分方程及其解均会随之而变。为了分析参数的变化对系统输出响应的影响,就需要进行多次重复的计算。微分方程的阶次愈高,这种计算愈复杂。因此,仅仅从系统分析的角度来看,就会发现采用微分方程这种数学模型,当系统阶次较高时,是相当不方便的。以后将会看到,对于系统的综合校正及设计,采用微分方程这一种数学模型将会遇到更大的困难。 目前在经典控制理论中广泛使用的分析设计方法——频率法和根轨迹法,不是直接求解微分方程,而是采用与微分方程有关的另一种数学模型——传递函数,间接地分析系统结构参数对响应的影响。所以传递函数是一个极其重要的基本概念。 一、传递函数的概念及定义 在[例2-7]中,曾建立了RC 网络微分方程,并用拉氏变换法对微分方程进行了求解。 其微分方程(2-44)为 )()(t u t u dt du RC r c c =+ 假定初始值0)0(=c u ,对微分方程进行拉氏变换,则有 )()()1(s U s U RCs r c =+ 网络输出的拉氏变换式为 )(11)(s U RCs s U r c += (2-48) 这是一个以s 为变量的代数方程,方程右端是两部分的乘积;一部分是)(s U r ,这是外作用(输入量)的拉氏变换式,随)(t u r 的形式而改变;另一部分是 1 1+RCs ,完全由网络的结构参数确定。将上式(2-48)改写成如下形式 1 1)()(+=RCs s U s U r c 令1 1)(+=RCs s G ,则输出的拉氏变换式可写成 )()()(s U s G s U r c =

基于UC3854的BOOST电路PFC变换器的设计说明

基于UC3854的BOOST 电路PFC 变换器的设计 1. 设计指标 输入电压:200VAC ~250VAC 输入频率:50Hz 输出直流电压:400V 输出功率:500W 功率因数:>98% 输入电流THD :<5% 2. 开关频率 综合考虑效率和变换器体积,选取开关频率为100KHz 。 原理图 3. 电感 电感值大小决定了输入端高频纹波电流总量,可以根据计算出的电流纹波总量ΔI 来选择电感值。 电感值的确定从输入正弦电流的峰值开始,而最大的峰值电流出现在最小电网电压的峰值处: ()(min) 2line pk in P I V = 由上式可知,此时的最大峰值电流为3.54A 。 通常选择电感中的峰-峰值纹波电流为最大峰值电流的20%左右,故有ΔI=707mA 。

电感值根据最低输入电压时半个正弦波顶部的峰点的电流来选择,此 时 200282.8,100in S V V f KHz === 根据此处电压和开关频率的占空比来选择: o in o V V D V -= in s V D L f I ?=?? 由上式可得L =1.17mH ,取L =1.2mH 。 4. 输出电容 涉及输出电容的选择因数有开关频率纹波电流、2次纹波电流、直流输出电压、输出纹波电压和维持时间等。在本例中,电容的选择主要考虑维持时间。维持时间是在电源关闭以后,输出电压任然能保持在规定围的时间长度,去典型值为15~50ms 。可根据以下公式确定(能量守恒): 22 0(min) 2o o P t C V V ???= - 式中,取Δt=64ms ,V o (min )=300V 。,可得C o =914uF ,可以选取915uF 的电解电容。 5. 电感电流检测 采用在变换器到地之间使用一检测电阻。一般选择压降为1V 左右的检测电阻,此处选择0.25Ω的电阻作为R S ,在最坏的情况下(峰值电流达到原值1.25倍),4.4A 的峰值电流将会产生最大1.1V 的压降。 6. 峰值电流限制 UC3854的峰值限制功能,在电感电流的瞬时值电流超过最大值,即2管脚低于低电平时被激活,将开关断开。电流限制值有基准电压初一电流检测电阻的分压来设置: 1 2RS PK PK REF V R R V = 式中,R PK1和R PK2是分压电阻;V REF 值为7.5V ;V RS 是检测电阻R S 上的电压值。通过R PK2的电流大约为1mA ,由上可知峰值电流限制在4.4A ,R PK1取10k Ω,R PK2取1.5k Ω。 7. 前馈电压信号 V FF 是输入到平方器电路的电压,UC3854平方器电路通常在1.4V~4.5V 的围工作。UC3854 有一个钳位电路,即使输入超过该值,都将前馈电压的有效值限制在4.5 前馈输入电压分压器有3个电阻R FF1、R FF2、R FF3,及两个电容C FF1、C FF2。因此它能进行两级滤波并提供分压输出。分压器和电容形成一个二阶低通滤波器,所以其直流输出是和正弦半波的平均值成正比。 前馈电压V FF 分压器有两个直流条件需要满足。在高输入电网电压下,前馈电压应不高于4.5V ,当达到或超过此值时,前馈电压被钳制而失去前馈功能。在低输入电网电压时,应设置分压器使前馈电压等于1.414V ,如果不到1.414V 部限流器将使乘法器输出保持恒定。 选取分压电阻R FF1为900k Ω,R FF2为92.14k Ω,R FF3为7.86k Ω。当输入电压为AC250V 的时候,直流电压平均值为225V ,此时V FF 为1.77V ;当输入电压为AC200V 的时候,直流电压平均值为160V ,此时V FF 为1.41V 。 8. 乘法器的设置 乘法器、除法器是功率因素校正器的核心。乘法器的输出调节电流环用以控制输入电流功率因素提高。因此此乘法器的输出是个表达输入电流的信号。

boost电路参数设计详解

Boost电路参数设计 Boost 电路的原理图如下图所示 LD Q?CR 当MOSFET开通时,电源给电感L充电,电感储能,电容放电。电感上的电流增加量(电感线圈未饱和时)为: V in?DT?I?)L(?L TD为占空比,其中:为开关周期。当MOSFET关断时,电感放电,电感的能量通过二极管传递到负载。电感上的电流不断减小,忽略二极管的压降,则电流变化为:V?V ino?(1?D)T?I?)L(?L电感电流连续模式时,在稳态条件下,电感上的电流增加等于其电流减小,即?I??I,于是整理可得:)?(LL(?)V1o?V1?D in D<1,所以0

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 (2) 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 (6) 3.1闭环控制原理 (6) 3.2 补偿网络的设计(使用SISOTOOL确定参数) (7) 3.3 计算补偿网络的参数 (8) 四.修正后电路PSIM仿真 (9) 五.设计体会 (12)

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。D=U O?U inmax U O =0.782 1.2临界电感L计算 Lc=DV o1?D2 2f s i o =1.8μH 选取L>Lc,在此选L=4uH 1.3临界电容C计算(取纹波Vpp< 2.2V) C=I O D f s V PP =22.7×0.782 100000×2.2 =80.6μF 选取C>Cc,在此选C=100uF 1.4输出电阻阻值 R=U I = U×U P =9.68

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: G vd s=1?D V(1?LS (1?D)2R ) LCs2+s L R +(1?D)2 G vd s=47.96?1?8.7×10?6s 4×10?10s2+4.13×10?7s+0.048 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

Boost电路参数的设计(电感,电容)

2 系统设计 2. 1 Boost 升压电感的设计 要想设计出性能优良的PFC 电路,除了IC外围电路各元件值选择合理外,还需特别认真选择Boost 升压储能电感器。它的磁性材料不同,对PFC 电路的性能影响很大,甚至该电感器的接法不同,且会明显地影响电流波形;另外,驱动电路的激励脉冲波形上升沿与下降沿的滞后或振荡,都会影响主功率开关管的最佳工作状态。当增大输出功率到某个阶段时,还会出现输入电流波形发生畸变甚至出现死区等现象。因此,在PFC 电路的设计中,合理选择Boost PFC 升压电感器的磁心与绕制电感量是非常重要的。电感值的计算以低输入电压Uin(peak) 和对应的最大占空比Dmax时保证电感电流连续为依据,计算公式为: 式中Uin(peak)———低输入交流电压对应的正弦峰值电压,V Dmax———Uin(peak) 对应的最大占空比 ΔI———纹波电流值,A; 计算时,假定为纹波电流的30% fs———开关频率,Hz 占空比的计算公式为: 若输入交流电压为220 V( 最低输入电压为85 V),输出直流电压为390 V,开关频率为fs =50 kHz,输出功率Po =350 W,则可计算得到Dmax =0. 78,纹波电流为1. 75 A,从而求得电感值L3 =713 μH,实际电感值取为1 mH。 由于升压电感工作于电流连续模式,需要能通过较大的直流电流而不饱和,并要有一定的电感量,即所选磁性材料应具有一定的直流安匝数。 设计中,升压电感器采用4 块EE55 铁氧体磁心复合而成,其中心柱截面气隙为1. 5 mm,Boost 储能电感器的绕组导线并不用常规的多股0. 47 mm漆包线卷绕,而是采用厚度为0. 2mm、宽度为33 mm 的薄红铜带叠合,压紧在可插4 块EE55 磁心的塑料骨架上,再接焊锡导线引出,用多层耐高压绝缘胶带扎紧包裹。去消用薄铜带工艺绕制的Boost 储能电感,对减小高频集肤效应、改善Boost 变换器的开关调制波形、降低磁件温升均起重要作用。 2. 2 输出电容设计 直流侧输出电容具有2 个功能: (1) 滤除由于器件高频开关动作造成的直流电压的纹波;(2) 当负载发生变化时,在整流器的惯性环节延迟时间内,将直流电压的波动维持在限定范围内。 开关动作造成的纹波频率比较高,只需要较小的电容就可以满足第1 项要求。第2 项要求与负载功率变化的大小、输出直流电压、输出纹波电压和保持时间Δt 等因素有关,其中Δt 一般取为15 ~50 ms。用Δt 表达的输出电容值为: 式中Δt———保持时间,电网断电后要求电容在时间Δt 内电压不低于一定值

控制系统Matlab仿真 (传递函数)

控制系统仿真 [教学目的] 掌握数字仿真基本原理 控制系统的数学模型建立 掌握控制系统分析 [教学内容] 一、控制系统的数学模型 sys=tf(num,den)%多项式模型,num为分子多项式的系数向量,den为分母多项式的系%数向量,函数tf()创建一个TF模型对象。 sys=zpk(z,p,k)%z为系统的零点向量,p为系统的极点向量,k为增益值,函数zpk()创建一个ZPK模型对象。 (一)控制系统的参数模型 1、TF模型 传递函数 num=[b m b m-1b m-2…b1b0] den=[a m a m-1a m-2…a1a0] sys=tf(num,den) 【例1】系统的传递函数为。 >>num=[01124448]; >>den=[11686176105]; >>sys=tf(num,den); >>sys Transfer function: s^3+12s^2+44s+48 ------------------------------------- s^4+16s^3+86s^2+176s+105 >>get(sys) >>set(sys) >>set(sys,'num',[212])

>>sys Transfer function: 2s^2+s+2 ------------------------------------- s^4+16s^3+86s^2+176s+105 【例2】系统的传递函数为。 >>num=conv([20],[11]); >>num num= 2020 >>den=conv([100],conv([12],[1610])); >>sys=tf(num,den) Transfer function: 20s+20 ------------------------------- s^5+8s^4+22s^3+20s^2 【例3】系统的开环传递函数为,写出单位负反馈时闭环传递函数的TF模型。>>numo=conv([5],[11]); >>deno=conv([100],[13]); >>syso=tf(numo,deno); >>sysc=feedback(syso,1) Transfer function: 5s+5 ---------------------- s^3+3s^2+5s+5 【例4】反馈系统的结构图为: R

BOOST变换器设计

1 总体设计思路 1.1设计目的 升压斩波电路是最基本的斩波电路之一,利用升压斩波电路可以实现对直流的升压变化。所以,升压斩波电路也可以认为是直流升压变压器,升压斩波电路的应用主要是以Boost变换器实现的。升压斩波电路的典型应用有:一、直流电动机传动,二、单相功率因数校正(Power Factor Correction PFC)电路,三、交直流电源。直流升压斩波电路的应用非常广泛,原理相对比较简单,易于实现,但是,设计一个性能较好变压范围大的Boost变换器并非易事,本设计的目的也就在于寻求一种性能较高的斩波变换方式和驱动与保护装置。 1.2实现方案 本设计主要分为五个部分:一、直流稳压电源(整流电路)设计,二、Boost 变换器主电路设计,三、控制电路设计,四、驱动电路设计,五、保护电路设计。直流稳压电源的设计相对比较简单,应用基本的整流知识,该部分并非本设计的重点,本设计的重点在于主电路的设计,主电路一般由电感、电容、电力二极管、和全控型器件IGBT组成,主电路的负载通常为直流电动机,控制电路主要是实现对IGBT的控制,从而实现直流变压。主电路是通过PWM方式来控制IGBT的通断,使用脉冲调制器SG3525来产生PWM的控制信号。设计主电路的输出电压为75V,本设计采用闭环负反馈控制系统,将输出电压反馈给控制端,由输出电压与载波信号比较产生PWM信号,达到负反馈稳定控制的目的。 图1-1 总电路原理框图

2直流稳压电源设计 2.1电源设计基本原理 在电子电路及设备中一般都需要稳定的直流电源供电。这次设计的直流电源为单相小功率电源,它将频率为50Hz、有效值为220V的单向交流电压转换为幅值稳压、输出电流为几十安以下的直流电压。其基本框图如下: 图2-1直流稳压电源基本框图 图 2-2 波形变换 2.1.1变压环节 由于直流电压源输入电压为220V电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值远小于电网电压,因此需通过电源变压器降压后,再对小幅交流电压进行处理。变压器的电压比及副边电压有效值取决于电路设计和实际需要。 2.1.2整流环节 变压器变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压,即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,半波整流电路和全波整流电路的输出波形如上图所画。可以看出,他们均含有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作;例如,交流分量将混入输入信号被放大电路放电,甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号;因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出,图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形,接入滤波电路后波形将有所变化。

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: (3) 1.1占空比D计算 (3) 1.2临界电感L计算 (3) 1.3临界电容C计算(取纹波Vpp<2.2V) (3) 1.4输出电阻阻值 (3) 二.Boost变换器开环分析 (4) 2.1PSIM仿真 (4) 2.2Matlab仿真频域特性 (6) 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 (9) 四.修正后电路PSIM仿真 (10) 五.设计体会 (13) 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=2.2VVm=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=4uH 1.3临界电容C计算(取纹波Vpp< 2.2V) 选取C>Cc,在此选C=100uF 1.4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

2.1PSIM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 2.2Matlab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。 1、开环传递函数在低频段的增益较小,会导致较大的稳态误差 2、中频段的剪切频率较小会影响系统的响应速度,使调节时间较大。剪切频率较大则会降低高频抗干扰能力。 3、相角裕度太小会影响系统的稳定性,使单位阶跃响应的超调量较大。 4、高频段是-20dB/dec,抗干扰能力差。 将,代到未加补偿器的开环传递函数中。则 ,其中未加补偿器的开环传递函数如图 三.Boost闭环控制设计 3.1闭环控制原理

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):12V 2.输出电压(VO):18V 3.输出电流(IN):5A 4.电压纹波:0.1V 5.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。

系统传递函数的测试方法

系统传递函数的测试方法 实验报告 系统传递函数的测试方法实验报告 摘要 本论文主要研究分析系统受随机信号激励后的响应及系统传递函数的测量方法,阐述实验原理并且分析,了解实验步骤、设计思路,并且使用MATLAB 编写相关程序,最后对实验进行仿真,对实验中出现的问题进行逐个击破。首先通过matlab仿真产生理想高斯白噪声,通过被测系统后的理想高斯白噪声信号与理想高斯白噪声信号进行互相关运算后产生一个信号a(t)。用matlab模拟低

通滤波器和微分器,使a(t)通过该滤波器,获得线性系统单位冲击响应h(t),分析该信号的均值、方差、相关函数、概率密度、频谱密度等数字特征。 通过这次试验,我们了解随机信号自身的特性,包括均值、均方值、方差、相关函数、概率密度、频谱及功率谱密度等的概念和特性,以及系统传递函数的测量方法。掌握了一定matlab技巧,直观地看到了随机信号以及高斯白噪声的特点及信号的变换,并体会到matlab的便利与强大。加深了对随机信号的认识,对以后的学习大有帮助。 关键词:互相关函数低通滤波器带通滤波器微分器matlab 一、实验内容简介 目的:研究分析电子系统受随机信号激励后的响应及测量方法。了解随机信号的特性,包括均值、均方值、方差、相关函数、概率密度、频谱及功率谱密度等。熟悉常用的信号处理仿真软件平台:matlab仿真。 内容:根据选题的内容和要求查阅相关的文献资料,设计具体的实现程序流程;用matlab仿真;按设计指标测试电路;分析实验结果与理论设计的误差,根据随机信号的特征,分析误差信号对信号和系统的影响。 2.1实验原理 利用互相关算法可以求取线性时不变系统的冲击响应。通过被测系统后的理想高斯白噪声信号与理想高斯白噪声进行互相关运算,产生相应的输出通过一个低通滤波器,获得线性系统单位冲激响应h(t)。其原理框图如图4-1所示:

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I 1 ,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 E I 1 t on 。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t off ,则这期 间电感L释放能量为(U 0-E)I 1 t off 一周期T中,电感L积蓄的能量和释放的能量相 等,即 EI 1t on =(U -E)I 1 t off (3-1) 化简得: U 0=T/t off E (3-2) 式(3-2)中的T/ t off ≥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。 上式(3-2)中T/ t off 表示升压比,调节其大小,即可改变输出电压U 大小, 调节的方法与改变导通比α的方法类似。将升压比倒数记作β,即β= T/ t off ,则β与导通占空比α有如下关系 α+β=1 (3-3) 因此,式(3-2)中表示为 U =1/βE =1/1-αE (3-4) 如果忽略电路中的损耗,则由电源提供的能量仅由负载R消耗,即 EI 1=U I (3-5) 该式表明,升压斩波电路也可看成是直流变压器。 根据电路结构并结合式(3-4)得出电流的平均值I 为 I 0= U /R=1E/βR (3-6) 由式(3-5)即可得出电源电流I 1 为 I 1= U I /E=E/Rβ2(3-7) 3.2 计算过程 D=20% L=(Ud D)/(△If)=32 mH C=(I0D)/(△Uf)=0.4uF

BOOST电路设计与仿真

目录 一. Boost主电路设计: (3) 1.1占空比D计算 (3) 1.2临界电感L计算 (3) 1.3临界电容C计算(取纹波Vpp<2.2V) (3) 1.4输出电阻阻值 (3) 二. Boost变换器开环分析 (4) 2.1 PSIM仿真 (4) 2.2 Matlab仿真频域特性 (6) 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 (9) 四.修正后电路PSIM仿真 (10) 五.设计体会 (13)

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。 D=UO-UinmaxUO=0.782 1.2临界电感L计算 Lc=DVo1-D22fsio=1.8μH 选取L>Lc,在此选L=4uH

1.3临界电容C计算(取纹波Vpp< 2.2V) C=IODfsVPP=22.7×0.782100000×2.2=80.6μF 选取C>Cc,在此选C=100uF 1.4输出电阻阻值 R=UI=U×UP=9.68 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: Gvds=1-DV(1-LS(1-D)2R)LCs2+sLR+(1-D)2 Gvds=47.96*1-8.7×10-6s4×10-10s2+4.13×10-7s+0.048 二. Boost变换器开环分析 2.1 PSIM仿真 电压仿真波形如下图

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):12V 2. 输出电压(VO):18V 3. 输出电流(IN):5A 4. 电压纹波:0.1V 5. 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

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