完整word版,BOOST电路设计与仿真

1、目录. Boost 主电路设计：1.1 占空比 D 计算1.2 临界电感 L 计算1.3 临界电容 C 计算（取纹波 VppLc在此选L=4uH1.3临界电容C计算（取纹波 VppV2.2V ）。二逊二亠0782 = 80 6?100000 X 2.2?选取CCc在此选C=100uF1.4输出电阻阻值?X?R=F=9.68Boost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:?爲+(1-?) 2(1-8.7 X 10 ?)(1-?)?(1-71?= 47.96 ?4X 10-10 ?+4.13 X 107 ?+0.048Boost变换器开环分析2.1 PS

2、IM 仿真电压稳定时间大约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H2i04.k2.2 Matlab仿真频域特性? ? ? ? 设定参考电压为5V,则？= 二一，?(?=二二 尸 ? ?/? ?系统的开环传递函数为？?？= ?)?(?,其中？= ? ?= ?,4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。1、开环传递函数在低频段的增益较小，会导致

3、较大的稳态误差2、中频段的剪切频率较小会影响系统的响应速度，使调节时间较大。剪切频率较大则会降低高频抗 干扰能力。3、相角裕度太小会影响系统的稳定性，使单位阶跃响应的超调量较大。4、高频段是-20dB/dec,抗干扰能力差。 ? ? ? ? 将？= 二-? ，?(?= = ?代到未加补偿器的开环传递函数中。则？4?= ? ? /?3?/ uf f? ?(?,其中？?？ = ?未加补偿器的开环传递函数如图5 D 匚17 23 2 色9畧)awELIdOperuLoop B&oe Edtor Kr 0pm Loop 1 fOLIP M -11Freq: 4.乐+?零点频率?护？极点频率?= ?倒置

4、零点频率?= ?直流增益?= ?首先确定PID调节器的参数，按设计要求拖动添加零点与极点，所得参数如图匚 ORipen&ator(1 4 QKXn可(1 4 O.W0275) Pole/Zerc - =i 厂DynamicsEdit Selected DynamicsReal Pole-5*)徒+叽18.05e+005Fteal ZeroIntegrator-S.TTe + O,.L600001Type Location Dampjng Freque.-Flea I Zero -9.Sle + 0,. 11.53e+OO3Select 3 single row to edit-加入PID之后，

5、低频段的增益抬高，稳态误差减小，如图40302D-30p111JisI111111 M1 I1 I1 1 - 1 I1 I1111 _ l_ 1 a1 I11* 111111 I1 1- *1 I1 I1 1111111p1 1 11 I1 1 1 I1 1扌m - TG u. eei (JDi-Freq: 114e+OD5 Hz.JStaale bop;u Llj 訂 / 亠 s2 z 1 (r*s 口 mELId135on10mTopenoop SMe Editor To* Open Loop 1 OLl i_一 I L L U_1 r T tfn* f尸 1 Plr r- n-irTTr

6、i|. r -IT-rrrt-ts+HSr-1讣彳計!IM H:;E H J R T I I H Ml I 厂 In R I J di ：P.M.: 贞 deg ; Freq: 9 9e*003Hi ； i -i- - -r 1 i( H- - - -1 i1孑-LUMM闭环阶跃响应曲线如下图Illir 7iTI 11I PIII k I i I I II I R II N I k 11II I I p I I II I I I I I IJII10FrBquenci(Hi)I I I I 11 II I 11 p10-1Ttfif诅 eejHQ幅值裕度为：GM=6.81dB,相角裕度： 截止

7、频率：fc=10KHz高频段ffp,补偿后的系统回路增益在 制咼频干扰。P M=496,fc处提升至OdB,且以-40dB/dec的斜率下降，能够有效地抑3.3计算补偿网络的参数由sisotool得到补偿网络的传递函数为:GC(s)=2784.7 X(1+0.0001 s)(1+0.00027 s)s(1+2 X IO7 s)由前面可有补偿网络的传递函数为:?张?= ?J?:n?(?+ 匍对比两式可得，假设补偿网络中Ci=1 pF依据前面的方法计算后，选用 Rz=27Q Rp=0.2, Rf=75.24, Cf=1.33uF。四.修正后电路PSIM仿真UH h ig电压稳定时间大约为2毫秒，稳定值为220V，超调量有所减少，峰值电压减小到了260V.稳定后的电压纹波如下图（电压纹波大约为 2.2V）Ftf+ad=iiat)usHIVAMl112.:- .270-1（2）额定输入电压下，负载阶跃变化 0-3KWA5KWA3KW 电压响应曲线如下图电压调节时间大约1ms,纹波不变大约为2.2V。由此可见，输出电压对负载变化的反应速度很快且输 出电压稳定。电流响应曲线如下图 1r7L代1XLLr.kjPri,1 .PLFhJn1,1i,PE,L.P边（3）负载不变（3KW,输入电压阶跃变化48-36V 输入电压从48V变到36V时的电压响应如下图由上图可知，输出电压调