广西大学电气工程学院课程设计
一个 Boost变换器的设计
课程名称：设计题目：专 业：班 级：学 号：姓 名：指导教师：
电力电子课程设计 一个 Boost变换器的设计 自动化 自动化1
1
广西大学电气工程学院课程设计
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。
3． 说明
仿真软件采用PSIM，免费试用程序及其说明书见附件。
2
广西大学电气工程学院课程设计任务书
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ton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Toff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。
- 3 -
广西大学电气工程学院课程设计任务书
1、占空比D
由
V21V2?V1?得，D? V11?DV2V2＝36V，V1min＝21.6V，V1max＝26.4V 所以Dmin?Dmax?V2?V1max?0.267 V2V2?V1min?0.4 V22、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。所以取开关频率为80KHz。
TS?11??1.25?10-5s fs80000V2TS36?1.25?10-522L?D(1?D)??0.33?（1-0.33）?33?H
2I02?1一般取了L1=1.5L=1.5?33=49.5?H 3、电容C
在boost电路中，对于二极管D的电流iD和输出电压V2，二极管截止时，电容C放电，V2下降；而二极管导通时，电容C充电，V2上升。在开关电源中，输出电容的作用是存储能量，维持一个恒定的电压。电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小，选用电容器时，应注意其耐压是否符合电路的要求
C?V2DTS 2?uR输入电压25V，输出电压36V，输出电流为1A，此时纹波为0.1V。
- 4 -
广西大学电气工程学院课程设计任务书
C?IV21DTS?0DmaxTs??0.4?1.25?10-5?25?F 2?uR2?u2?0.14、开关管MOSFET
功率管的选择需要考虑能承受之电压以及电流额定值，可知功率开关关闭时，其电压最大为：
VQ1max?V2
IQ1?DI01?D
电流的额定值为：5、二极管
选择续流二极管的重要的标准是：开通速度、击穿电压、额定电流、正向导通电压。开关电源中，通常选择低正向导通电压的肖特基二极管。VD1max?V2
额定电流为：ID1?II(1?D)?I0 续流二极管的损耗计算：
PD?VD?Io
二、仿真分析
电路图如图:
电路参数选择：V1=25V，D=0.306，L1=50u，C1=25u，R1=36?
(1)电路各节点电压、支路流图仿真结果如下
- 5 -
Boost电力电子课程设计
