平均电流控制boost pfc变换器仿真设计报告

滨江学院

题 目

学年论文

峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析院 系 滨江学院 专 业 电气工程与自动化 学生姓名 徐小松 学 号 20072340061 指导教师 毛鹏 职 称 讲师

二Ｏ一一年 二 月 十八 日

峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析

徐小松

南京信息工程大学滨江学院电气工程与自动化，南京 210044

摘要：传统的电压型控制是一种单环控制系统，是一种有条件的稳定系统。因而出现了双环控制系统即电流型控制系统。从原理、应用方面系统地论述了单相PFC变换器中电流型控制的发展，阐述了各种控制方法的优缺点。峰值和平均电流型控制是单相PFC中应用最频繁的两种电流控制方法。因而对这两种方法的讨论得出一些结论。 关键词： BOOST变换器 ，功率因数PFC，峰值电流控制，平均电流控制

1 引言

峰值电流模

Boost变换器仿真分析 Boost变换器仿真分析小组成员： *** ***

Boost变换器仿真分析 变换器仿真分析Boost变换器简介 Boost变换器原理与分析 Boost变换器的Matlab建模与仿真 Boost变换器的仿真结果分析

Boost变换器简介 变换器简介Boost变换器是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直 流变换器，在直流电压变换领域应用广泛。 Boost变换器中电感L在输入侧，称为升压电感，开关管T仍 为PWM控制方式，和Buck变换器一样，Boost变换器也有电感 电流连续和断流两种工作方式。当电感电流连续时， Boost变换 器存在两种开关状态：(1)T导通，D截止，电感储能；(2) T截止， D导通，电源和电感的储能向电容和负载转移。当电感 电流断流时， Boost变换器还有第三种开关状态： T和D都截止， 电感电流为零，负载有滤波电容供电。

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析

图1 Boost变换器的主电路图

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析1. 工作原理： (1)开关模态1 在t=0时，开关管Q导通，电源电压Vin全部加到升压电感Lf上，电感电流ILf 线性增长。二极管D截止，负载由滤波电容Cf

直流稳压电源设计报告 摘要

本作品采用了boost拓扑，利用电感、场效应管和二极管完成了升压的功能，利用Tl494,和IR2110进行反馈控制。并加上前期的整流滤波电路，实现可以用从市电开始转换。本作品基本实现了题目的功能，实现了30V到36V，2A的输出。

一、方案比较论证

1. 主拓扑方案的论证

方案一：采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出，输入电压大范围波动时，仍可以有较稳定的输出，并且可以实现带隔离的DC/DC变换，但其中的反激式变压器设计比较复杂，且整体效率较低。

方案二：采用boost变换器，boost是一种斩波升压变换器，该拓扑效率高，电路结构简单，参数设计也比较容易。 方案三：采用SPICE变换器，开关环路的对称性使其可以达到较高效率，电感的适当耦合也可以尽量减小纹波。但该方案成本较高，对电容电感值要求较高，检测和控制电路较为复杂。

为节约成本，并从简单考虑，本作品选用方案二。

2. 控制反馈方案的选择

方案一：系统由Boost模块实现升压任务，各模块所需PWM信号的由单片机提供，单片机AD采集实时输出量，经运算

后通过改变占空比调整模块工作状态。该方案电路最简单，各种控制灵活，缺点有单片机运算量过大，开关信号占空比受

Boost变换器仿真分析 Boost变换器仿真分析小组成员： *** ***

Boost变换器仿真分析 变换器仿真分析Boost变换器简介 Boost变换器原理与分析 Boost变换器的Matlab建模与仿真 Boost变换器的仿真结果分析

Boost变换器简介 变换器简介Boost变换器是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直 流变换器，在直流电压变换领域应用广泛。 Boost变换器中电感L在输入侧，称为升压电感，开关管T仍 为PWM控制方式，和Buck变换器一样，Boost变换器也有电感 电流连续和断流两种工作方式。当电感电流连续时， Boost变换 器存在两种开关状态：(1)T导通，D截止，电感储能；(2) T截止， D导通，电源和电感的储能向电容和负载转移。当电感 电流断流时， Boost变换器还有第三种开关状态： T和D都截止， 电感电流为零，负载有滤波电容供电。

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析

图1 Boost变换器的主电路图

Boost变换器原理与分析 变换器原理与分析1. 工作原理： (1)开关模态1 在t=0时，开关管Q导通，电源电压Vin全部加到升压电感Lf上，电感电流ILf 线性增长。二极管D截止，负载由滤波电容Cf

电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DC-DC变换器,属于强非线性电路系统,其间可能产生各种丰富的线性和非线性现象,如分岔、混沌等,因此有必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动力学模型,来揭示其非线性动力学行为。

BOOST变换器中的非线性现象研 究

汪慷淮北师范大学物理与电子信息科学学院

电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DC-DC变换器,属于强非线性电路系统,其间可能产生各种丰富的线性和非线性现象,如分岔、混沌等,因此有必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动力学模型,来揭示其非线性动力学行为。

引言电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DCDC变换器，属于强非线性电路系统，其间可能产生各 种丰富的线性和非线性现象，如分岔、混沌等，因此有 必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动 力学模型，来揭示其非线性动力学行为。 本文重点以BOOST变换器为研究对象,首先简单分析 BOOST变换器的电路结构及其工作原理,建立了其状态 空间方程及模型，通过MATLAB对其进行了仿真分析和 研究，并通过时域波形图、相轨图、庞加莱截面图、分 岔图等手段描述了其随着参数的变换由稳态走向混沌的

电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DC-DC变换器,属于强非线性电路系统,其间可能产生各种丰富的线性和非线性现象,如分岔、混沌等,因此有必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动力学模型,来揭示其非线性动力学行为。

BOOST变换器中的非线性现象研 究

汪慷淮北师范大学物理与电子信息科学学院

电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DC-DC变换器,属于强非线性电路系统,其间可能产生各种丰富的线性和非线性现象,如分岔、混沌等,因此有必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动力学模型,来揭示其非线性动力学行为。

引言电流模式控制BOOST变换器是以电流为控制对象的DCDC变换器，属于强非线性电路系统，其间可能产生各 种丰富的线性和非线性现象，如分岔、混沌等，因此有 必要采用适当的建模方法对DC-DC变换器建立相应的动 力学模型，来揭示其非线性动力学行为。 本文重点以BOOST变换器为研究对象,首先简单分析 BOOST变换器的电路结构及其工作原理,建立了其状态 空间方程及模型，通过MATLAB对其进行了仿真分析和 研究，并通过时域波形图、相轨图、庞加莱截面图、分 岔图等手段描述了其随着参数的变换由稳态走向混沌的

湖北工业大学

DC-DC变换器设计论文

院系 班级 指导老师 组别 组员

二〇一六年一月十五日

1

湖北工业大学

前言

直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制，从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。由于变压器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter），直流斩波电路（DC Chopper）一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况。

直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路,一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，熟用这两种电路可为理解其他斩波电路打下坚实基础。升压直流电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-

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摘 要

在很多需要DC-DC变换的系统，往往需要研制一种宽电压输入范围的DCDC变换器电源。在充分考虑不同DCDC变换器拓扑特点的基础上，本文选用了Buck-Boost作为系统的主电路拓扑。

本文介绍了Buck-Boost电路的工作原理，建立了理想Buck-Boost模型，对整个电路进行了主电路参数设计，并在此基础上进行了电压电流闭环参数设计的研究，实现了控制理论中零极点补偿法在电力电子中的应用，。接着，本文在protel中进行了原理图和PCB图的设计，在设计的硬件电路上进行了测试实验。

为了使系统能够在宽电压输入范围内稳定正常工作，本文实现了提出的闭环参数设计方法，指出了该方法的优点，并通过实验验证了该方法的正确性。

关键词：Buck-Boost；DCDC变换器

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

一种推挽式BOOST DCDC变换器的研究

一种推挽式Boost DCDC变换器的研究 摘要：随着电力电子技术的迅速发展，双向DC/DC变换器的应用日益广泛。文章提出在双向DC/DC变换器中用到的一种推挽式Boost DC/DC变换器，全面分析这种变换器的工作原理并阐述其缺点，利用PSPICE仿真软件对其进行建模仿真。 0 引言 电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，是电力行业中广泛运用的电子技术。电力电子技术研究的内容非常广泛，包括电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由上述元件、电路组成的电力变换装置，其中电力变换技术是开关电源的基础和核心。由于生产技术的不断发展，双向DC/DC变换器的应用也越来越广泛，主要有直流不停电电源系统（DC-UPS）、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合。而双向DC/DC变换器中，升压变换和降压变换是双向DC/DC变换器中两个组成部分，在DC/DC升压式电路中，通常采用的拓扑结构有Boost、Buck、Boost和推挽三种。而当输入电压比较低，功率不太大的情况下，一般优先采用推挽结构。本文着重介绍一种推挽式Boost DC/DC变换器，对

一种推挽式BOOST DCDC变换器的研究

一种推挽式Boost DCDC变换器的研究 摘要：随着电力电子技术的迅速发展，双向DC/DC变换器的应用日益广泛。文章提出在双向DC/DC变换器中用到的一种推挽式Boost DC/DC变换器，全面分析这种变换器的工作原理并阐述其缺点，利用PSPICE仿真软件对其进行建模仿真。 0 引言 电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，是电力行业中广泛运用的电子技术。电力电子技术研究的内容非常广泛，包括电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由上述元件、电路组成的电力变换装置，其中电力变换技术是开关电源的基础和核心。由于生产技术的不断发展，双向DC/DC变换器的应用也越来越广泛，主要有直流不停电电源系统（DC-UPS）、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合。而双向DC/DC变换器中，升压变换和降压变换是双向DC/DC变换器中两个组成部分，在DC/DC升压式电路中，通常采用的拓扑结构有Boost、Buck、Boost和推挽三种。而当输入电压比较低，功率不太大的情况下，一般优先采用推挽结构。本文着重介绍一种推挽式Boost DC/DC变换器，对