完整word版,BOOST電路設(shè)計(jì)與仿真

1、目錄. Boost 主電路設(shè)計(jì)：1.1 占空比 D 計(jì)算1.2 臨界電感 L 計(jì)算1.3 臨界電容 C 計(jì)算（取紋波 VppLc在此選L=4uH1.3臨界電容C計(jì)算（取紋波 VppV2.2V ）。二遜二亠0782 = 80 6?100000 X 2.2?選取CCc在此選C=100uF1.4輸出電阻阻值?X?R=F=9.68Boost主電路傳遞函數(shù) Gvd (S)占空比d (t)到輸出電壓Vo (t)的傳遞函數(shù)為:?爲(wèi)+(1-?) 2(1-8.7 X 10 ?)(1-?)?(1-71?= 47.96 ?4X 10-10 ?+4.13 X 107 ?+0.048Boost變換器開環(huán)分析2.1 PS

2、IM 仿真電壓穩(wěn)定時(shí)間大約1.5毫秒，穩(wěn)定在220V左右 電壓穩(wěn)定后的紋波如下圖電壓穩(wěn)定后的紋波大約為2.2V 電流仿真波形如下圖電流穩(wěn)定時(shí)間大約2毫秒，穩(wěn)定在22A左右 電流穩(wěn)定后的紋波如下圖H2i04.k2.2 Matlab仿真頻域特性? ? ? ? 設(shè)定參考電壓為5V,則？= 二一，?(?=二二 尸 ? ?/? ?系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為？?？= ?)?(?,其中？= ? ?= ?,4由上圖可得，Gvd(s的低頻增益為-60dB,截止頻率fc=196KHz相位裕度-84.4,相位裕度過(guò)小，高頻 段是-20dB/dec。系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要加控制電路調(diào)整。1、開環(huán)傳遞函數(shù)在低頻段的增益較小，會(huì)導(dǎo)致

3、較大的穩(wěn)態(tài)誤差2、中頻段的剪切頻率較小會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，使調(diào)節(jié)時(shí)間較大。剪切頻率較大則會(huì)降低高頻抗 干擾能力。3、相角裕度太小會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量較大。4、高頻段是-20dB/dec,抗干擾能力差。 ? ? ? ? 將？= 二-? ，?(?= = ?代到未加補(bǔ)償器的開環(huán)傳遞函數(shù)中。則？4?= ? ? /?3?/ uf f? ?(?,其中？?？ = ?未加補(bǔ)償器的開環(huán)傳遞函數(shù)如圖5 D 匚17 23 2 色9畧)awELIdOperuLoop B&oe Edtor Kr 0pm Loop 1 fOLIP M -11Freq: 4.樂(lè)+?零點(diǎn)頻率?護(hù)？極點(diǎn)頻率?= ?倒置

4、零點(diǎn)頻率?= ?直流增益?= ?首先確定PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)，按設(shè)計(jì)要求拖動(dòng)添加零點(diǎn)與極點(diǎn)，所得參數(shù)如圖匚 ORipen&ator(1 4 QKXn可(1 4 O.W0275) Pole/Zerc - =i 廠DynamicsEdit Selected DynamicsReal Pole-5*)徒+嘰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、低頻段的增益抬高，穩(wěn)態(tài)誤差減小，如圖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訃彳計(jì)!IM H:;E H J R T I I H Ml I 廠 In R I J di ：P.M.: 貞 deg ; Freq: 9 9e*003Hi ； i -i- - -r 1 i( H- - - -1 i1孑-LUMM閉環(huán)階躍響應(yīng)曲線如下圖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詛 eejHQ幅值裕度為：GM=6.81dB,相角裕度： 截止

7、頻率：fc=10KHz高頻段ffp,補(bǔ)償后的系統(tǒng)回路增益在 制咼頻干擾。P M=496,fc處提升至OdB,且以-40dB/dec的斜率下降，能夠有效地抑3.3計(jì)算補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)由sisotool得到補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為:GC(s)=2784.7 X(1+0.0001 s)(1+0.00027 s)s(1+2 X IO7 s)由前面可有補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為:?張?= ?J?:n?(?+ 匍對(duì)比兩式可得，假設(shè)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中Ci=1 pF依據(jù)前面的方法計(jì)算后，選用 Rz=27Q Rp=0.2, Rf=75.24, Cf=1.33uF。四.修正后電路PSIM仿真UH h ig電壓穩(wěn)定時(shí)間大約為2毫秒，穩(wěn)定值為220V，超調(diào)量有所減少，峰值電壓減小到了260V.穩(wěn)定后的電壓紋波如下圖（電壓紋波大約為 2.2V）Ftf+ad=iiat)usHIVAMl112.:- .270-1（2）額定輸入電壓下，負(fù)載階躍變化 0-3KWA5KWA3KW 電壓響應(yīng)曲線如下圖電壓調(diào)節(jié)時(shí)間大約1ms,紋波不變大約為2.2V。由此可見(jiàn)，輸出電壓對(duì)負(fù)載變化的反應(yīng)速度很快且輸 出電壓穩(wěn)定。電流響應(yīng)曲線如下圖 1r7L代1XLLr.kjPri,1 .PLFhJn1,1i,PE,L.P邊（3）負(fù)載不變（3KW,輸入電壓階躍變化48-36V 輸入電壓從48V變到36V時(shí)的電壓響應(yīng)如下圖由上圖可知，輸出電壓調(diào)