课程设计任务书
1. 题目
Sepic电路建模、仿真 2. 任务
建立Sepic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。 3. 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=20-40V V2=26V I0=0 ~ 1A F=50kHZ
目录
1 Sepic电路分析
1.1 Sepic电路简介
Sepic斩波电路是开关电源六种基本DC/DC变换拓扑之一,是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DC/DC斩波电路。其输出电压由主控开关(三极管或MOS管)的占空比控制。SEPIC变换器是一种四阶非线性系统, 因具有可升降压、同极性输出、输入电流脉动小、输出易于扩展等特点, 而广泛应用于升降压型直流变换电路和功率因数校正电路。这种电路最大的好处是输入输出同极性。尤其适合于电池供电的应用场合,允许电池电压高于或者小于所需要的输入电压。比如一块锂电池的电压为3V ~ 4.2V,如果负载需要3.3V,那么Sepic电路可以实现这种转换。另外一个好处是输入输出的隔离,通过主回路上的电容C1实现。同时具备完全关断功能,当开关管关闭时,输出电压为0V。
1.2 原理分析
Sepic斩波电路的原理图如图1所示。由可控开关Q、储能电感L1、L2二极管D、储能电容C1、滤波电容C2、负载电阻R和控制电路等组成。
L1i1iDic1C1DV1QvDSL2C2i2V2R图1、Sepic斩波电路的原理图
Sepic斩波电路的基本工作原理是:当开关管Q受控制电路的脉冲信号触发而导通时,V1—L1—Q回路C1—Q—L2回路同时导通,L1和L2储能。V处于断态时,V1—L1—C1—D—负载(C2和R)回路及L2—D—负载回路同时导通,此阶段V1和L1既向负载供电,同时也向C1充电,C1储存的能量在Q处于通态时向L2转移。
Sepic斩波电路的输入输出关系由下式给出:
tonton?V2?V1?V1?V1 (1)
toffT?ton1??
图2、SPEIC的开关波形(VQ1∶Q1漏源电压)
1.3 电力运行状态分析
对于理想情况下的电路分析,储能电感L1、L2足够大,其时间常数远大于开关的周期,流过储能电感的电流IL可近似认为是线性的。电容C1、C2也足够大,能够维持两端电压恒定。此外,开关管Q及二极管都具有理想的开关特性。分析电路图可以得到: 1.3.1 Q开通时电路运行分析
MOSFET开通时的等效电路如图2所示: