BOOST电路设计与Matlab仿真
Boost电路是指一种特殊的升压电路,能够将输入电压升高到输出电压,输出电压高于输入电压的电路。该电路主要应用于电源设计、电力电子、电气自动化等领域。
本文档主要介绍了BOOST电路的设计与Matlab仿真,内容包括设计要求、主电路设计、参数计算、电路设计与仿真等方面。
一、设计要求
根据设计要求,输入电压为300V(+-20%),输出电压为410V,输出功率为10kw,电压纹波≤1%,开关频率设置为10KHz。输入电压在240—360V范围变化时,稳态输出能够保持在410V。
二、主电路设计
BOOST电路的工作原理是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件。当IGBT开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当IGBT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。
BOOST电路的二极管主要起隔离作用,即在IGBT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。
三、参数计算
根据设计要求,需要计算占空比、电感的设计、负载电阻和纹波电容的计算。
占空比计算:根据开通和关断期间储能和释能相等的原理,计算占空比D。
电感的设计:根据电感电流连续时,计算电感的设计值L≥1.24mH,取L=1.5mH。
负载电阻计算:根据输出电压和输出功率,计算负载电阻值为16.81欧姆。
纹波电容的计算:根据电压纹波≤0.01,计算纹波电容值C≥0.493mϜ,取C=500μϜ。
四、电路设计与仿真
本文档使用Matlab仿真软件对BOOST电路进行仿真,包括开环BOOST电路仿真和闭环BOOST电路仿真。
开环BOOST电路仿真:仿真结果显示 BOOST电路的输出电压和电流波形。
闭环BOOST电路仿真:通过加入传递函数,实现闭环控制,仿真结果显示BOOST电路的输出电压和电流波形。
本文档提供了BOOST电路设计与Matlab仿真的详细内容,对于电源设计、电力电子、电气自动化等领域具有重要的参考价值。