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升压斩波(boost+chopper)电路设计说明.doc

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电力电子技术课程设计报告

题目：升压斩波（boost chopper）电路设计

学院：

专业：

学号：

指导

时间：

前言***************************************************

********2

MATlAB 仿真设计***************************************

********6

硬件实验***********************************************

**********14

参考文献***********************************************

**********19

附录一设计任务书*************************************20

附录二 PROTEL简介************************************

****21

附录三 MATLAB简介************************************

****24

1 / 27

升压斩波电路（Boost Chopper）设计

一、前言

1.Boost Chopper 工作原理：

图 1 . 1 升压斩波电路图

图 1 . 1 中假设 L 值、 C 值很大， V 通时， E 向 L 充电，充电电流

恒为 I

，同时 C 的电压向负载供电，因 C 值很大，输出电压 u

为恒

值，记为 U

。设 V 通的时间为 t

o n

，此阶段 L 上积蓄的能量为

E I

o n

V 断时， E 和 L 共同向 C 充电并向负载 R 供电。设 V 断的时间为

o 

，则此期间电感 L 释放能量为

稳态时，一个周期 T 中 L 积蓄能量与释放能量相等

化简得：

2 / 27

（1 ）

，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。也称之为

b o o s t 变换器

— — 升压比，调节其即可改变 U

。将升压比的倒数记作



，即

。



和导通占空比



有如下关系：

（2 ）

因此，式（ 1 ）可表示为

（ 3 ）

升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因： L 储能之后具有使电

压泵升的作用，电容 C 可将输出电压保持住。

2.升压斩波电路的典型应用：

1 ) 直流电动机传动

2 ) 单相功率因数校正（ Po w e r Fa c t o r C o rre c t i o n — P F C ）电路

3 ) 用于其他交直流电源中

4 ) 用于直流电动机传动时

图 1.2 用于直接电动机回馈能量的升压斩波电路图

a ) 通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源

3 / 27

b ) 实际 L 值不可能为无穷大，因此有电动机电枢电流连续和断续

两种工作状态

c ) 电机反电动势相当于图 1 . 1 中的电源，此时直流电源相当于图

1 . 1 中的负载。由于直流电源的电压基本是恒定的，因此不必

并联电容器。

 电路分析

基于“ 分段线性 ” 的思想进行解析

V 处于通态时，设电动机电枢电流为 i

，得下式

（5 ）

式中 R 为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。

设 i

的初值为 I

1 0

，解上式得

（6 ）

当 V 处于断态时，设电动机电枢电流为 i

，得下式：

（7 ）

设 i

的初值为 I

2 0

，解上式得：

（8 ）

用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路波形：

4 / 27

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