Boost升压斩波电路要点
boost升降压电路原理
Boost升压电路原理介绍
Boost升降压电路是一种开关直流升压电路，其原理是利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高。
在电路图中，通常假定开关（三极管或者MOS管）已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，电容电压等于输入电压。
当输入是直流电时，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。
当开关断开时，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。
如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。
如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
boost升压电路原理
boost升压电路原理Boost升压电路原理。
Boost升压电路是一种常见的电路结构，它可以将输入电压升高到所需的输出电压，通常用于电源管理系统、电动汽车、太阳能电池系统等领域。
Boost升压电路的原理基础是利用电感储能和开关管的导通与截止来实现电压升压。
首先，Boost升压电路的核心元件是电感，它是通过电流在磁场中的变化来储存和释放能量。
当开关管导通时，电感储存能量，此时输入电压施加在电感上，电感两端的电压上升。
当开关管截止时，电感释放能量，输出电压通过二极管输出。
通过周期性地切换开关管的导通与截止，可以实现输入电压到输出电压的升压转换。
其次，Boost升压电路的另一个关键元件是开关管，通常采用MOSFET管或者BJT管。
当开关管导通时，电感储存能量，此时输入电压施加在电感上，电感两端的电压上升；当开关管截止时，电感释放能量，输出电压通过二极管输出。
通过周期性地切换开关管的导通与截止，可以实现输入电压到输出电压的升压转换。
此外，Boost升压电路还需要一个控制电路来调节开关管的工作状态，以保证输出电压稳定。
控制电路通常采用PWM调制技术，通过调节开关管的工作周期和占空比来实现对输出电压的精确控制。
当输出电压偏低时，控制电路会增加开关管的导通时间，以提高输出电压；当输出电压偏高时，控制电路会减小开关管的导通时间，以降低输出电压。
最后，Boost升压电路的稳压性能受到电感、开关管、控制电路等多个因素的影响。
合理选择电感参数、开关管型号、控制电路设计，可以提高Boost升压电路的效率和稳定性。
同时，Boost升压电路在实际应用中还需要考虑输入电压范围、输出电流需求、电磁兼容等因素，以满足不同应用场景的需求。
综上所述，Boost升压电路通过电感储能和开关管的周期性工作来实现输入电压到输出电压的升压转换。
合理设计和选择电感、开关管、控制电路等元件，可以提高Boost升压电路的效率和稳定性，满足不同应用场景的需求。
详解BUCK和BOOST电路的原理及工作特点
详解BUCK和BOOST电路的原理及工作特点
Buck变换器也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM（Pulse width modulaTION脉宽调制）信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不答应在
Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输进侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。
Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输进电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM 控制方式。
Buck电路和Boost电路的工作特点
LDO的特点：
①非常低的输进输出电压差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很高的输出电压稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的工作温度范围⑦较宽的输进电压范围⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变。
开关电源Boost(升压型斩波器)仿真电路
升压型斩波电路（boost）仿真模型电控学院电气0903班姓名：徐强学号：0906060328基于Matlab/Simulink的BOOST电路仿真1.Boost电路的介绍：Boost电路又称为升压型斩波器，是一种直流- 直流变换电路,用于将直流电源电压变换为高于其值的直流电压，实现能量从低压侧电源向高压侧负载的传递。
此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。
对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。
采用simulink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BOO ST 电路的工作特性。
其电路结构如图所示。
2.Simulink仿真分析：Simulink 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。
本文应用基于Matlab/Simulink软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图 3 所示, 其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真开关S的通断过程。
BOOST 电路的仿真模型3.电路工作原理：在电路中IGBT导通时，电流由E经升压电感L和V形成回路，电感L储能；当IGBT关断时，电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加，从而在负载侧得到高于电源的电压，二极管的作用是阻断IGBT导通是，电容的放电回路。
调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
负载侧输出电压的平均值为:（3-1）式（3-1）中T为开关周期, 为导通时间，为关断时间。
MOSFET升压斩波电路设计说明书要点
电力电子技术课程设计说明书MOSFET升压斩波电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：彭世平指导教师：肖文英职称专业：自动化班级：自本1101班完成时间：2014-05-28摘要直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
MOSFET升压斩波电路又称为boost变换器，它对输入电压进行升压变换。
通过控制电路的占空比即通过MOSFET来控制升压斩波电路的输出电压。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件MOSFET在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。
本文设计的是一个可调的直流升压斩波电源，利用MOSFET升压直流斩波电路原理,将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter）。
直流斩波电路的控制电路用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波。
关键词：升压斩波；占空比；变换器ABSTRACTDC chopping circuit as a fixed voltage or adjustable voltage DC-DC converter DC into, in the DC drive system, charging a storage circuit, switching power supply, power electronic converter and the common application of electrical equipment. Appeared such as down converter circuit means pressure chopper circuit, chopper circuit, Buck chopper circuit, chopper circuit, composite.MOSFET chopper circuit is also known as the boost converter, it is boosted to transform the input voltage. The output voltage cycle through the MOSFET to control the boost chopper control circuit. DC chopper technology has been widely used in the switching mode power supply and DC motor, the acceleration is smooth, fast response, energy saving control. Full controlled power electronic devices MOSFET in traction electric drive power transmission and transformation, active power filter has been widely used. This design is an adjustable DC chopper power, using the principle of MOSFET boost DC chopper circuit, the DC to DC voltage or other fixed adjustable voltage, also known as the DC to DC converter (DC/DC Converter). Control circuit for DC chopper circuit with the PWM control chip SG3525 as the core, the control circuit outputs adjustable duty cycle rectangular wave.Key words boost chopper; duty cycle; converter目录第1章绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 PWM控制芯片SG3525简介 (1)1.4 仿真软件介绍 (2)1.4.1 Multisim (2)1.4.2 MATLAB (2)第2章MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (3)2.1 设计要求 (3)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.1.1总体方案 (3)2.3 设计方案各电路简介 (3)2.3.1电容滤波单相不可控整流电路 (3)2.3.2 MOSFET斩波电路 (4)2.3.3触发电路 (4)2.3.3保护电路 (4)第三章MOSFET升压斩波主电路设计 (5)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (5)3.1.1电路原理图 (5)3.1.2电路原理及其工作波形 (5)3.1.3主要的数量关系 (6)3.2 MOSFET升压斩波电路 (6)3.2.1 电路原理图 (6)3.2.2电路原理及其工作波形 (6)3.2.3主要的数量关系 (7)第四章控制电路与保护电路设计 (8)4.1 MOSFET驱动电路 (8)4.1.1驱动电路原理图 (8)4.1.2 电路工作原理 (8)4.2 保护电路 (9)4.1.1变压器的保护 (9)第五章总体电路原理图及其说明 (10)5.1总体电路原理图 (10)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (11)5.4波形分析 (11)第6章.心得体会 (12)参考文献 (13)致谢 (14)第1章绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路（DC Chopper）,也称直接变流电路，它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
降压式直流斩波电路
实验一降压式直流斩波电路（Buck）一、原理图在控制开关VT导通ton期间，二极管VD反偏，电源E通过电感L向负载R供电，此间iL增加，电感L的储能也增加，导致在电感两端有一个正向电压Ul=E-u0，左正右负，这个电压引起电感电流iL的线性增加。
2)在控制开关VT关断toff期间，电感产生感应电势，左负右正，使续流二极管VD导通，电流iL经二极管VD续流，uL=-u0，电感L向负载R供电，电感的储能逐步消耗在R上，电流iL线性下降，如此周而复始周期变化。
如图1-1。
图1-1 电路图二、建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2 仿真电路图（截图）仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间10，如图1-3。
图1-3 （截图）电源参数，电压100v，如图1-4。
图1-4 （截图）晶闸管参数，如图1-5。
图1-5 （截图）电感参数，如图1-6。
图1-6 （截图）电阻参数，如图1-7。
图1-7 （截图）二极管参数设置，如图1-8。
图1-8 （截图）电容参数设置，如图1-9。
图1-9 （截图）三、仿真参数设置设置触发脉冲占空比α分别为20%、50%、70%、90%。
与其产生的相应波形分别如图1-10图1-11图1-12图1-13。
在波形图中第一列波为输出电压波形，第二列波为输入电压波形。
图1-10 α=20%（截图）图1-11 α=50%（截图）图1-12 α=70%（截图）图1-13 α=90%（截图）四、小结（1）在降压式直流斩波电路（Buck）中，电感和电容值设置要稍微大一点。
（2）注意VT的导通和关断时间，电容的充放电规律和电感的作用。
（3）输出电压计算公式：U0=DE。
实验二升压式直流斩波电路（Boost）一、工作原理1）当控制开关VT导通时，电源E向串联在回路中的L充电储能，电感电压uL左正右负；而负载电压u0上正下负，此时在R与L之间的续流二极管VD 被反偏，VD截至。
boost电路升压原理
boost电路升压原理Boost电路升压原理。
Boost电路是一种常见的电路拓扑结构，可以实现电压升压的功能。
在很多电子设备中，由于电源电压不足的情况经常会出现，而Boost电路的出现正好可以解决这个问题。
Boost电路升压原理主要是通过电感和开关管的周期性工作来实现电压的升压，下面将详细介绍Boost电路的升压原理。
Boost电路的基本结构如下图所示：Boost电路由电感L、开关管S、二极管D、电容C组成。
其中，电感L和电容C是储能元件，开关管S和二极管D是控制元件。
当开关管S导通时，电感L 储存能量，此时电容C上的电压上升；当开关管S截止时，电感L释放能量，此时电容C上的电压继续上升，从而实现了电压的升压。
Boost电路的升压原理可以通过以下几个步骤来详细说明：1. 开关管导通阶段，当开关管S导通时，电感L储存能量，此时电容C上的电压上升。
同时，二极管D截止，不参与电路工作。
2. 开关管截止阶段，当开关管S截止时，电感L释放能量，此时电容C上的电压继续上升，从而实现了电压的升压。
同时，二极管D导通，将电感L释放的能量传递给输出负载。
3. 控制元件的工作，在Boost电路中，开关管S和二极管D是控制元件，它们通过周期性地导通和截止来实现电压的升压。
开关管S的导通和截止由控制电路来控制，控制电路可以根据输出电压的变化来调整开关管S的工作状态，从而实现稳定的输出电压。
4. 输出电压稳定，通过控制元件的周期性工作，Boost电路可以实现对输入电压的升压，并且可以实现稳定的输出电压。
输出电压的稳定性取决于控制电路的设计和控制元件的性能。
总结，Boost电路通过电感和开关管的周期性工作来实现电压的升压，其升压原理主要是通过储能元件和控制元件的合作来实现的。
Boost电路在实际应用中具有体积小、效率高、输出稳定等优点，因此在很多电子设备中得到了广泛的应用。
希望本文对Boost电路的升压原理有所帮助，谢谢阅读！。
盐工课程设计BOOST变换器设计
BOOST变换器设计11 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 BOOST变换器设计22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。
一种非常实用的Boost升压电路原理详解
一种实用的BOOST电路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D C／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Boo st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。
升降压斩波电路
升降压斩波电路一、问题输入电压20V ，输出电压10V~40V ，纹波电压0.2%，开关频率20kHz ，负载10Ω，电感电流连续，求L ，C 。
二、电路分析1、 工作原理：可控开关V 处于通态时，电源E 经V 向电感L 供电使其储存能量。
同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。
电感电流的增量为011on t L i Edt TE L Lα+∆==⎰ 使V 关断，电感L 中储存的能量向负载释放，负载电压上负下正，与电源电压极性相反。
电感电流的减小量为011(1)off t L o o i U dt TU L Lα-∆==-⎰当电流连续处于稳态时，L L i i +-∆=∆。
输出电压为1o U E αα=- 2、 电感电流连续临界条件： 电感电流及电源的平均值分别为1122LB L I i TE Lα+=∆= E LB I I α=如果V 、VD 为没有损耗的理想开关时，则输出功率与输入功率相等。
2o E U EI R=从而得到电感的临界值为21(1)2L RT α=- 3、 纹波电压：电压的最大变化量和纹波电压分别为01o U Q U T C C Rα∆∆==00U TU RCα∆=三、计算：1、占空比：1o U E αα=- 1110201V V αα=- 2240201V V αα=- 113α= 223α=2、电感值：21(1)2L RT α=- 119L mH = 2136L mH =为保持电流连续性，取较高电感值L=0.12mH 。
3、电容值：00U TU RC α∆=156C mF =253C mF = 四、电路图图1升降压斩波电路图五、仿真结果U U I波形图图2 降压电路,,L o oU U I波形图图3 升压电路,,L o o。
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总目录引言 (2)1 升压斩波工作原理 (2)1.1 主电路工作原理 (2)2 升压斩波电路的典型应用 (4)3 设计内容及要求 (6)3．1输出值的计算 (7)4硬件电路 (7)4.1控制电路 (7)4.2 触发电路和主电路 (9)4.3.元器件的选取及计算 (10)5.仿真 (11)6．结果分析 (14)7．小结 (14)8.参考文献 (14)引言随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。
所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。
但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC 变换。
直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的DC-DC变换器，在直流传动系统.、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。
随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
直流斩波技术已被广泛运用开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波能领域得到了广泛的应用。
但以IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：（1）系统损耗的问；（2）栅极电阻；（3）驱动电路实现过流过压保护的问题。
直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。
PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。
随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点1 升压斩波工作原理1.1 主电路工作原理1)工作原理假设L和C值很大。
V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。
V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。
图1.1 升压斩波电路主电路图首先假设电感L 值很大，电容C 值也很大。
当V-G 为高电平时，Q1导通，12V 电源向L 充电，充电基本恒定为1I,同时电容C 上的电压向负载R 供电，因C值很大，基本保持输出电压ou 为恒值，记为oU 。
设V 处于通态的时间为ont ，此阶段电感L 上积储的能量为1onEI t 。
当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电，并向负载R 提供能量。
设V 处于段态的时间为offt ，则在此期间电感L 释放的能量为01()offU E I t -。
当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积储的能量于释放的能量相等，即101()on offEI t U E I t =- （1-1）化简得on off 0off off t t TU E E t t +=＝（1-2）上式中的off /1T t ≥，输出电压高于电源电压。
式（1-1）中off/T t 为升压比，调节其大小即可改变输出电压oU 的大小。
2)数量关系设V 通态的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为：E m I 1T on 设V 断态的时间为t off ，则此期间电感L 释放能量为：（E -E m ）I 2T off 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等：（1-3）T/t off >1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。
T/t off －升压比;升压比的倒数记为β，即β=Tt off 。
又因为α+β=1。
所以： U 0=β1E=α-11 E （1-4）电压升高得原因：电感L 储能使电压泵升的作用，电容C 可将输出电压保持住。
2 升压斩波电路的典型应用图2.1用于直接电动机回馈能量的升压斩波电路图通常用于直流电动机再生制动时把电能回馈给直流电源 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。
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 1，得下式m E Ri ti L =+11d d （2-1） 式中R 为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。
设i 1的初值为I 10，解上式得⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=--ττt m te RE eI i 1101 （2-2） 当V 处于断态时，设电动机电枢电流为i 2，得下式：E E Ri ti L m -=+22d d （2-3） 设i 2的初值为I 20，解上式得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=--ττt m te RE E eI i 1202 （2-4） 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路波形：图2.2电流连续升压斩波电路波形图2.3电流断续升压斩波电路波形当电流连续时，从图1.3的电流波形可看出，t =t o n 时刻i 1=I 20，t =t o f f 时刻i 2=I 10，由此可得：R E e e m R E ee R E I Tt m off⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=----ρβρττ111110（2-5） R Ee e e m R E ee e R E I TT t m on⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=------ρραρτττ1120（2-6）把上面两式用泰勒级数线性近似，得()REm I I β-==2010 （2-7） 该式表示了L 为无穷大时电枢电流的平均值I o ，即()REE R E m I m o ββ-=-= （2-8）对电流断续工作状态的进一步分析可得出：电流连续的条件为ρβρ----<ee m 11 （2-9）根据此式可对电路的工作状态作出判断。
3 设计内容及要求1、输入直流电压：U d =50V ；2、输出功率：150W ；3、开关频率：10kHz ；4、占空比：0.1~0.5；5、电阻性负载；6、输出电压脉率：小于10%。
3．1输出值的计算由电路原理分析可知：V V 100502DU U d 2=⨯==考虑1000的裕量:110V 1.1U U 02==Ω===81150110P U R 2221.36A 81110R U I 22===0.136A 1.360.1I 10I 200L =⨯=≤∆4 硬件电路4.1控制电路图4.1 SG35251 脚：误差放大器的反相输入端；2 脚：误差放大器的同相输入端；3 脚：同步信号输入端， 同步脉冲的频率应比振荡器频率fS 要低一些；4 脚：振荡器输出；5 脚：振荡器外接电容CT端，振荡器频率fs＝1／CT（0.7RT+3R0）,R0为5脚与7脚之间跨接的电阻，用来调节死区时间，定时电容范围为0.001～0.1 μF；6 脚：振荡器外接定时电阻RT端，RT值为2～150 kΩ；7 脚：振荡器放电端，用外接电阻来控制死区时间，电阻范围为0～500 Ω；8 脚：软启动端，外接软启动电容，该电容由内部Vref的50μA恒流源充电；9 脚：误差放大器的输出端；10脚：PWM信号封锁端，当该脚为高电平时，输出驱动脉冲信号被封锁，该脚主要用于故障保护；11脚：A路驱动信号输出；12脚：接地；13脚：输出集电极电压；14脚：B路驱动信号输出；15脚：电源，其范围为8～35 V；16脚：内部＋5 V基准电压输出。
控制电路需要实现的功能是产生PWM信号，用于可控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比α的调节，达到控制输出电压大小的目的。
此外，控制电路还具有一定的保护功能。
被实验装置的控制电路采用控制芯片SG3525为核心组成。
芯片的输入电压为8V到35V。
它的振荡频率可在100HZ到500KHZ的范围内调节。
在芯片的CT 端和放电端间串联一个电阻可以在较大范围内调节死区时间。
此外此外，其软起动电路非常容易设计，只需外部接一个软起动电容即可。
图4.2 控制电路的protel设计4.2 触发电路和主电路外接220V交流电压经过变压器T1和不控整流电路得到50V的直流电压E 作为Boost Chopper 的输入电压给Boost Chopper供电。
为使IGBT在过压时不至于损害和抑制IGBT的电流变化过快及其两端电压变化过快而给IGBT带来的损害，在主电路中为其加入缓冲电路和过压保护电路是必要的。
触发电路以专用的PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波形，占空比受Uco的控制（如图1-13）。
触发电路输出的矩形波经光耦合驱动电路控制主电路中I GBT的开通和关断。
电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。
电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。
占空比越大，Boost Chopper的输出电压值越大.图4.3 boost chopper触发电路及主电路图4.3 元器件的选取及计算本硬件试验中缓冲电路选取的是充放电型RCDH缓冲电路，也是一种耗能型缓冲电路。
其中应用元件需要要结合实际的情况进行选择。
其中的吸收电容的选择可以采用一下公式：（4-1）电路中的电阻Rs不宜过大，如太大放电时间过长，电不能完全放掉。
但Rs 太小，在器件导通时，Rs放电电流过大、过快，可能危及器件的安全，也可能引起振荡。
一般的，电阻选择参考下面的公式：（4-2）其中 Ls—主电路电感，主要是没有续流时的杂散电感；上的最大充电电压；—电源电压； Io-负载电流;—开关频率。
需要注意的是，电容应该选择无感电容；电阻要注意它的功耗，应选择相应的功率电阻；吸收模块的制作要注意绝缘。
IGBTG过压保护电路、触发电路和驱动电路中元器件的选取可才参照电力电子设备设计和应用技术手册等相关电力电子设计手册也可以在后面参考文献列出的相关手册中查找。
5 仿真主电路原理图如图5.1所示其工作原理，前言中已说明，这里再补充说明电路中的几个模块。
IGBT用理想的方波发生器触发，周期设为0.0001s，最大值设为10V，通过调占空比来调输出电压。
其保护电路，触发电路将在protel中实现。
示波器用来观察电感电流，电源电压波形和负载电压输出波形。
图5.1主电路原理图占空比为30%，电感为27e5-H,电容为375e6-F,电阻为81Ω：图5.2 脉冲、电感电流和负载电压仿真图1占空比为40%，电感为27e5-H,电容为375e6-F,电阻为81Ω：图5.3 脉冲、电感电流和负载电压仿真图2占空比为50%，电感为27e5-H,电容为375e6-F,电阻为81Ω：图5.4 脉冲、电感电流和负载电压仿真图36 结果分析从计算公式及仿真图分析得出：1)占空比α越大负载输出电压越大，调节时间越长；2)电容C值越大峰值时间越大，第一个峰值越大；3)电感L值越大峰值时间越大，调节时间越大。