BOOST电路设计及仿真
boost电路
一、问题重述
以boost电路通过给定输入电压、输出电压和主电路参数，理论计算电感电流纹波、电容电压纹波，并进行仿真验证；调节占空比0.3-0.8；描述占空比和电感电流纹波、电容电压纹波、电压增益（Vo/Vin）之间关系，并进行仿真验证。
电路参数Vin=300V, Vo=400V, RL=100omg, fs=100kHz, L=800uH, C=200uF,。
二、模型搭建
由书本公式U o=t on+t off
t off E=T
t off
E得到t off=0.75T, t on=0.25T，设置IGBT参数如图
三、结果分析
仿真得到输入电压E、输出电压U o、电源电流I1波形如下图
根据计算电感电流纹波公式可得Δi L=ET on
L =Eα
Lf
=300∗0.25
800∗10−6∗100∗103
=0.9375A
根据计算电容电压纹波公式可得ΔU c=Eα
(1−α)fRC =300∗0.25
0.75∗100∗200∗10−6∗100∗103
=0.05V
仿真得到Δi L=0.90A ，误差约为4%
ΔU c=0.05V ，误差为0%
将占空比从0.3至0.8每0.1计算一次输出电压，得到。
boost电路仿真报告
Boost 电路1．实验名称：基于matlab 的boost 电路仿真的实验报告分析。
2．实验目的：○1学习matlab 的基础知识和操作； ○2改变占空比以及原件参数，观察电压和电流的变化。
3.实验平台：simulink 和simpowersystems4.实验原理：首先假设电路中电感L 的值很大，电容C 值 也很大。
当IGBT处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I 1，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u 0为恒值，记为U 0 。
设IGBT 处于通态的时间为t on ，此阶段电感L 上积蓄的能量为EI 1t on 。
当IGBT 处于断态时E 和L 共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。
设IGBT 处于断态的时间为t off ，则在此期间电感L 释放的能量为（U 0 -E ）I 1t off 。
当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 上积蓄的能量与释放的能量相等 EI 1t on =（U 0 -E ）I 1t off 化简为 U 0=T*E/t off 输出电压高于电源电压图1图25.实验过程：1、研究电路电感L的变化对电路工作状态的影响，其中E=10(V), T=1e-4(S), α=10%, C=1e-5, R=10Ω，触发角0度。
平均值最大值最小值差值最大值最小值差值L（H）U R（V）I o（A）U max（V）U min（V）I max（A）I min（A）1e-3 10.28 1.144 10.6609 9.628 1.0329 1.1864 1.0875 0.0989 3e-3 10.29 1.145 10.714 9.676 1.038 1.1591 1.1261 0.033 5e-3 10.29 1.145 10.7264 9.6855 1.0409 1.1536 1.1388 0.0148图3 直流电源为10V图4 脉冲信号设置图6 电容设置图7示波器设置图8 电感设置为L=1e-3H 图9 电感设置为L=3e-3图10 电感设置为L=5e-3仿真结果如下：（1）电感L=1e-3（H）时的波形，如图11 图11图11.1 电压放大的波形图11.2 电流放大的波形（2）电感L=3e-3（H）时的波形，如图12图12图12.1 电压放大的波形图12.2 电流放大的波形（3）电感L=5e-3（H）时的波形，如图13图13图13.1 电压放大的波形图13.2 电流放大的波形结论：由以上的波形（1）～（3）可以知：电感越大，波纹越小；由数据可知，电感越大，最大最小值之差越小。
实验四 Boost电路仿真
实验四Boost电路仿真（升压式变换器仿真与分析）
一. 实验目的
1、熟悉Saber软件的基本操作，掌握元件库中常用模型的功能和参数设置；
2、熟练应用非隔离型斩波电路___Boost型电路的仿真；
3、学会用软件对电路分析，修正。
二. 简述实验原理及目的
1.BooST变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输进电压的单管不隔离直流变换器。
Boost变换电路如图1所示，线路由开关S、电感L、电容C、为完成把电压Ui升压到Uo的功能。
假设开关S 的周期为T，开通时间为Ton=D T，关断时间为
t off=(1—D)T，
D为开通占空比。
D＝t on/T，
图1 Boost 变换器电路原理图
图1是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。
电路的工原理是：当控制信号Vi为高电平时，开关管VT导通，能量从输入电源流入，储存于电感L中，由于VT导通时其饱和压降很小，所以二极管D反偏而截止，此时存储在滤波电容C中的能量释放给负载。
当控制信号Vi为低电平时，开关管VT截止，由于电感L中的电流不能突变，它所产生的感应电势将阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管D导通，此时存储在电感L中的能量经二极管D对滤波电容C充电，同时提供给负载。
电路各点的工作波形如图2所示。
图2。
四种软开关BOOST电路的分析与仿真(图清晰)
四种常用BOOST带软开关电路的分析与仿真 （图清晰）软开关的实质是什么？所谓软开关，就是利用电感电流不能突变这个特性，用电感来限制开关管开通过程的电流上升速率，实现零电流开通。
利用电容电压不能突变的特性，用电容来限制开关管关断过程的电压上升速率，实现零电压关断。
并且利用LC谐振回路的电流与电压存在相位差的特性，用电感电流给MOS结电容放电，从而实现零电压开通。
或是在管子关断之前，电流就已经过零，从而实现零电流关断。
软开关的拓扑结构非常多，每种基本的拓扑结构上都可以演变出多种的软开关拓扑。
我们在这里，仅对比较常用的，适用于APFC电路的BOOST结构的软开关作一个简单介绍并作仿真。
我们先看看基本的BOOST电路存在的问题，下图是最典型的BOOST电路：假设电感电流处于连续模式，驱动信号占空比为D。
那么根据稳态时，磁芯的正向励磁伏秒积和反向励磁伏秒积相同这个关系，可以得到下式：VIN×D=(VOUT-VIN)(1-D)，那么可以知道：VOUT=VIN/(1-D)那么对于BOOST电路来说，最大的特点就是输出电压比输入电压高，这也就是这个拓扑叫做BOOST电路的原因。
另外，BOOST电路也有另外一个名称：upconverter，此乃题外话，暂且按下不表。
对于传统的BOOST电路，这个电路存在的问题在哪里呢？我们知道，电力电子的功率器件，并不是理想的器件。
在基本的BOOST电路中：1、当MOS管开通时，由于MOS管存在结电容，那么开通的时候，结电容COSS储存的能量几乎完全以热的方式消耗在MOS的导通过程。
其损耗功率为COSSV2fS/2，fS是开关频率。
V为结电容上的电压，在此处V=VOUT。
（注意：结电容与静电容有些不一样，是和MOS 上承受的电压相关的。
）2、当MOS管开通时，升压二极管在由正向导通向反偏截止的过程中，存在一个反向恢复过程，在这个过程中，会有很大的电流尖峰流过二极管与MOS管，从而导致功率损耗。
电力电子课程设计--Boost电路的建模与仿真-
课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目：Boost电路的建模与仿真专业：电气工程与其自动化班级：学号：姓名：指导教师：二○一五年一月目录引言课程设计任务书 (3)第一章电路原理分析 (4)第二章电路状态方程 (5)2.1 当V处于通态时 (5)2.2 当V处于断态时 (5)第三章电路参数的选择 (6)3.1 占空比 的选择 (6)3.2 电感L的选择 (6)3.3 电容C的选择 (7)3.4 负载电阻R的选择 (8)第四章电路控制策略的选择 (8)4.1电压闭环控制策略 (8)4.2 直接改占空比控制输出电压 (9)第五章MATLAB编程 (9)5.1 定义状态函数 (9)5.2 主程序的编写 (10)5.3 运行结果 (13)第六章Simulink仿真 (16)6.1 电路模型的搭建 (16)6.2 仿真结果 (17)第七章结果分析 (19)参考文献 (20)引言课程设计任务书题目Boost电路建模、仿真任务建立Boost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。
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=20V±10%V2=40VI0=0 ~ 1AF=50kHZ第一章 电路原理分析Boost 电路，即升压斩波电路（Boost Chopper ），其电路图如图1－1所示。
电路中V 为一个全控型器件，且假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。
当V 处于通态时，电源E （电压大小为1V ）向电感L 充电，电流L i 流过电感线圈L ，电流近似线性增加，电能以感性的形式储存在电感线圈L 中。
此时二极管承受反压，处于截断状态。
同时电容C 放电，C 上的电压向负载R 供电，R 上流过电流0I R 两端为输出电压0U （负载R 两端电压为2V ），极性为上正下负，且由于C 值很大，故负载两端电压基本保持为恒值。
BOOST电路设计与仿真
BOOST电路设计与仿真BOOST电路是一种直流-直流升压电路，可以将低电压输入转换为高电压输出，被广泛应用于各种电子设备和电源系统中。
BOOST电路的设计与仿真是保证电路性能稳定和有效工作的重要步骤。
本文将介绍BOOST电路的设计原理和流程，并讨论BOOST电路的仿真方法和应用。
BOOST电路的设计原理基于电感储能和开关管的开关控制。
BOOST电路通常由开关管、电感、电容和负载组成。
当开关管导通时，电感储能；当开关管关断时，电感释放储能。
通过周期性的开关控制，可以实现输入电压的升压转换。
1.确定BOOST电路的输入输出要求。
根据实际应用需求，确定输入电压、输出电压和负载电流等参数。
2.选择开关管和电感。
根据输入输出要求和开关频率，选择合适的开关管和电感。
3.计算电容。
根据输出电压波动和负载要求，计算所需的输出电容。
4.设计反馈控制。
BOOST电路通常采用反馈控制来实现稳定的输出电压。
根据输入输出要求和稳定性要求，设计反馈控制电路。
5.仿真和优化。
使用仿真软件对BOOST电路进行模拟仿真，优化电路参数和控制策略，以达到设计要求。
在时间域仿真中，可以通过建立电路模型和开关控制器模型，对BOOST电路进行系统级仿真。
通过输入电压和负载电流变化，分析输出电压和效率等指标，验证电路性能。
在频域仿真中，可以通过建立开关模型和电感电容模型，对BOOST电路进行精确的频率响应分析。
通过频率响应曲线，可以评估BOOST电路的稳定性、带宽和损耗等指标。
除了仿真，BOOST电路的设计还需要考虑一些其他因素，如电路拓扑、器件选择和布局等。
这些因素都会影响电路的性能和可靠性。
最后，BOOST电路在各种电子设备和电源系统中有广泛应用，例如便携式电子设备、通信设备和工业控制系统等。
通过合理的设计与仿真，可以确保BOOST电路的稳定性和高效性，提高整个系统的性能。
(完整版)Buck-Boost电路设计
500W Buck/Boost电路设计与仿真验证一、主电路拓扑与控制方式Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其主电路与Buck或Boost 变换器所用元器件相同，也有开关管、二极管、电感和电容构成，如图1—1所示。
与Buck和Boost电路不同的是，电感L f在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用PWM控制方式。
Buck/Boost变换器也有电感电流连续喝断续两种工作方式，本文只讨论电感电流在连续状态下的工作模式。
图1-2是电感电流连续时的主要波形。
图1-3是Buck/Boost变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时，有两种工作模态，图1-3(a)的开关管Q导通时的工作模态，图1-3（b）是开关管Q关断、D续流时的工作模态。
V o图1—1 主电路Vi LFi Qi DV图1-2 电感电流连续工作波形V oV o(a） Q导通 (b） Q关断,D续流图1—3 Buck/Boost不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost变换器有开关管Q导通和开关管Q关断两种工作模态.在开关模态1[0～t on]：t=0时,Q导通，电源电压V in加载电感L f上,电感电流线性增长,二极管D戒指，负载电流由电容C f提供:f L f in di L V dt=(2-1）oo LDV I R =(2—2） ofo dV C I dt=（2-3）t=t on 时,电感电流增加到最大值max L i ，Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ∆f inL y fV i D T L ∆=⋅ (2-4)在开关模态2［t on ~ T]：t=t on 时，Q 关断，D 续流，电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电，f L i 在输出电压Vo 作用下下降：f L fo di L V dt=（2-5）f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+（2—6)t=T 时，f L i 见到最小值min L i ，在t on ~ T 期间f L i 减小量f L i ∆为：(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ∆=⋅=- （2-7）此后,Q 又导通，转入下一工作周期.由此可见，Buck/Boost 变换器的能量转换有两个过程：第一个过程是Q 开通电感L f 贮能的过程,第二个是电感能量向负载和电容C f 转移的过程。
BOOST电路设计和matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真一、设计要求1.输入电压（VIN）:12V2.输出电压（VO）：18V3.输出电流（IN）:5A4.电压纹波：0.1V5.开关频率设置为50KHz需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
二、主电路设计图1主电路2.1 Boost电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS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，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS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；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
闭合开关会引起通过电感的电流增加。
打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。
接下来分两部分对Boost电路作具体介绍即充电过程和放电过程。
充电过程在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线代替。
这时，输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电，所以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。
BOOST电路设计及仿真
目录一. Boost主电路设计： (2)1.1占空比D计算 (2)1.2临界电感L计算 (2)1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V） (2)1.4输出电阻阻值 (2)二. Boost变换器开环分析 (2)2.1 PSIM仿真 (2)2.2 Matlab仿真频域特性 (2)三. Boost闭环控制设计 (2)3.1闭环控制原理 (2)3.2 补偿网络的设计（使用SISOTOOL确定参数） (2)3.3 计算补偿网络的参数 (2)四．修正后电路PSIM仿真 (2)五．设计体会 (2)Boost变换器性能指标:输入电压：标准直流电压Vin=48V输出电压：直流电压Vo=220V 参考电压Vref=5V输出功率：Pout=5Kw输出电压纹波：Vpp=2.2V Vm=4V电流纹波：0.25A开关频率：fs=100kHz相位裕度：60幅值裕度：10dB一. Boost主电路设计：1.1占空比D计算根据Boost变换器输入输出电压之间的关系求出占空比D的变化围。
1.2临界电感L计算选取L>Lc，在此选L=4uH1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V）选取C>Cc，在此选C=100uF1.4输出电阻阻值Boost主电路传递函数Gvd（s）占空比d（t）到输出电压Vo（t）的传递函数为：二. Boost变换器开环分析2.1 PSIM仿真电压仿真波形如下图电压稳定时间大约1.5毫秒，稳定在220V左右电压稳定后的纹波如下图电压稳定后的纹波大约为2.2V电流仿真波形如下图电流稳定时间大约2毫秒，稳定在22A左右电流稳定后的纹波如下图2.2 Matlab仿真频域特性设定参考电压为5V，则，系统的开环传递函数为,其中，由上图可得，Gvd(s)的低频增益为-60dB，截止频率fc=196KHz，相位裕度--84.4，相位裕度过小，高频段是-20dB/dec。
系统不稳定，需要加控制电路调整。
DCDC Buck Boost变换器设计与仿真工具
DCDC Buck Boost变换器设计与仿真工具DCDC Buck Boost变换器是一种常用的电源装置，可以通过调整输入电压来实现输出电压的升降。
其设计和仿真是电力电子学领域的重要内容之一。
本文将介绍如何进行DCDC Buck Boost变换器的设计，并提供一些常用的仿真工具。
一、设计要点在进行DCDC Buck Boost变换器设计时，需要考虑以下几个要点：1. 输入输出电压范围：根据具体应用需求确定输入输出电压范围。
2. 输入输出电流：根据负载需求和电源供应能力，确定输入输出电流。
3. 效率和稳定性：设计时要考虑提高效率和保持稳定性的方法，如合适的开关频率选择和控制策略。
4. 尺寸和散热：根据实际应用场景和功率需求，确定合适的尺寸和散热方案。
二、设计流程DCDC Buck Boost变换器的设计流程可以分为以下几个步骤：1. 确定输入输出电压范围和电流要求。
2. 选择合适的开关器件：根据电流和功率需求选择合适的开关管、二极管和电感器件。
3. 设计输出滤波电容：根据电流纹波和稳定性要求，确定输出滤波电容。
4. 选择控制策略：可选择常规控制、脉宽调制（PWM）控制或者其他一些先进的控制策略。
5. 进行电路图设计：使用相应的电路设计软件进行电路图设计。
6. 进行仿真：将设计好的电路图导入仿真软件，进行电路仿真。
7. 优化设计：根据仿真结果进行设计修改和参数优化。
8. PCB设计与制造：根据最终设计结果进行PCB板的设计和制造。
9. 组件选择和电路组装：根据设计规格书选择合适的元器件，并进行电路组装。
三、仿真工具在DCDC Buck Boost变换器的设计过程中，使用合适的仿真工具可以帮助我们更好地理解和优化电路，提高设计效率。
以下是一些常用的仿真工具：1. LTspice：LTspice是一款功能强大且免费的电路仿真软件，可以对DCDC Buck Boost变换器进行电路仿真，并进行性能评估和参数优化。
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BOOST电路设计及仿真
BOOST电路是一种升压电路，在电压电平较低的情况下，能够将输入电压提升到输出
电压。
BOOST电路被广泛应用于电力电子领域，如电源、DC-DC转换器、光伏逆变器等。
BOOST电路的设计主要包括两个方面：拓扑结构设计和元件参数选择。
首先应选择合
适的拓扑结构，BOOST电路拓扑结构多样，如单端输出、双绕绕制、双端输出等。
这里我
们选择单端输出的BOOST电路拓扑结构。
BOOST电路的原理基于电感耦合和开关管的开关原理。
当电感L和二极管D恒定时，开关管S的导通和关闭会使电感L的磁场发生变化，从而使输出电压发生变化。
在导通状态下，能量储存在电感L中。
在关闭状态下，储存在电感L中的能量会传递到输出端，从而
提高输出电压。
BOOST电路的关键参数：
输入电压Vin：BOOST电路的输入电压是其工作的基础。
在选择拓扑结构时，需要明确输入电压的范围，以便选取合适的器件参数。
输出电压Vout：输出电压是BOOST电路的主要输出参数。
在设计时，需要确定输出电压所需的级数，以及负载电流的大小。
电感L：电感L是BOOST电路的关键元器件，负责储存能量。
在设计时需要选取合适的电感值和电感电流。
注意，电感L的选取也会对电路的效率产生影响。
开关管S：开关管是BOOST电路的关键元器件之一，主要负责电路的开关功能。
在设
计时需要选取合适的开关管，考虑其最大电压和最大电流，并选择合适的开关频率。
设计和仿真步骤：
1、确定电路参数
设计之前首先需要明确电路所需的参数，如输入电压范围、输出电压、电感和电容等。
这些参数需要根据实际需求来确定。
2、选择拓扑结构
BOOST电路拓扑结构多样，需要选择适合自己需求的拓扑结构。
选择单端输出的BOOST 电路拓扑结构。
3、选用元器件
根据电路参数和选定的拓扑结构，选用合适的元器件，如电感、开关管、二极管、电
容等。
4、绘制电路图
根据选用的元器件和拓扑结构，绘制BOOST电路的电路图。
5、SIMULINK仿真
利用MATLAB软件中的SIMULINK工具箱进行BOOST电路的仿真。
在仿真过程中，可以
观察电路的输出波形和效率曲线，并进行模块参数调整和优化。
6、PCB布局设计
根据仿真结果，设计BOOST电路的PCB布局，合理地布置各元器件，避免电路干扰和
损耗。
7、实验验证
根据PCB布局设计结果，制作BOOST电路实验样板，进行实验验证。
在实验中，可以
进一步优化电路参数和PCB布局，以达到最佳效果。
总结：
BOOST电路是一种功能强大的电路拓扑结构，在电力电子领域有着广泛的应用。
其设
计的关键在于确定适合自己的拓扑结构、选用合适的元器件、合理地进行电路布局和优化。
使用SIMULINK对BOOST电路进行仿真，可以有效地提高设计效率，避免出现问题。