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电力电子课程设计 学院：电气信息工程学院 专业：电气1001 学号：3100501001 姓名：游雪 一设计要求 根据给定指标，设计BOOST电路参数 根据给定指标，设计CUK电路参数 利用Simulink软件，对上述电路进行验证 在实验平台上，进行实验，观察重要参数 撰写课程设计报告 二电路原理 BOOST电路图 BOOST电路图 Boost基本工作原理: Boost电路可称为升压斩波电路，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向电感L充电，充电电流基本恒 定为L,同时C上的电压向负载R供电，因为C也很大，基本保持输 出电压为恒值U 出电压为恒值U。?设V通态时间为ton 此阶段L积蓄能量为E Lton o 当V处于断态时E和L共同向C充电，并向负载R提供能量。设V 处于断态时间为七曲则这期间电感L释放能量为（U°-E） Ltoff.-周 期T中，电感L积蓄的能量和释放的能量相等，即 EL ton=(U0-E) Il toff 化简得:Uo二 化简得: Uo二T/ toff E 输出电压髙于电源电压。 CUK电路图 /yy\ /yy\ a) b) Cuk基本工作原理： 当可控开关V处于通态时，E-L1-V回路和R-L2-C-V回路分别流过电 流。当V处于断态时，E-L1-C-VD回路和R-L2-VD回路分别流过电流。 输出电压的极性与电源电压极性相反。该电路的等效电路相当于开关 S在A、B两点之间交替切换。 在该电路中，稳态是电容C的电流在一周期内的平均值应为零, 也就是其对时间的积分为零。 其中: 其中: 所以: 【1= toff/ ton= (1— ° ) / a 可以得到输出电压与电源电压的关系为: Uo= ton/ toff E=a /(1-a ) E 三、参数计算 Boost 电路: 输入电压:40V 输出电压：100V 工作频率：50KHZ D=60% R=1000 欧姆 II 二 10%*11 AU0=%10W0 L=(Ud D)/(f A 11)=19. 2mH C=(I0D)/(fAU0) =0. 12uF Cuk电路： 输入电压：80V 输出电压：53. 33 V 工作频率：50KHZ D=40% R=1000 欧姆 11二10%*11 AU0=10%W0 AUcl=10%Wcl AUc2=10%*Uc2 Li=L2=(UdD)/(fZ\Ii)二0? 120H C1=(I(l-D))/(AUci)=O. 12uF C2=(UdD)/ (8L2AUc22) =0. 00167uF :仿真试验 BOOST电路 rlOOO4 O5O45 O5 rl O O O 4 O 5 O 45 O 5 3 ? O BOOST电路波形 流过电感电流波 形： 脉冲采样波形： IGBT电流波形： IGBT电压波形： 通过电力IGBT电 流采样波形： 流过二极管电流波 形： 输出电压波形： 2.CUK电路 ■CUK电路 L1=0.120H C1=0.12uF DC 80V Scope ■CUK电路波形 流过电感L1电流波 形 脉冲采样波形 IGBT电流波形 IGBT电压波形 流过IGBT电流采样 波形 流过VD电流波形 电感L 2电流波形 1 0.5 0 0.16 0.155 0.15 -0.5 0.5 0 -0.5 ? 120H 0 -0.05 Cl=0.12uF —€2=0；OO167iiF H： 53. 33 V 5.95 6 输出电压波形 五器件选型 1.boost 电路 IGBT: Z, = kt + b , T — 2x 10-5s , = DT = 12xl0_65 ￡ = 0.46-0.36=8333.3 12xl0-6 b = 0.36 TH（心）也 = 0.318A 额定电流Zv = (1.5-2)x0.318/1.57A = (0.304 ?0.405)A 额定电压 Uv = (2 ~ 3) x 112.5V = (225.0 ~ 337.5)V 二极管: I = J*(0.092 x 0.6T + 0.392 x 0.4T) = 0.256A 额定电流 IVD = (1.5 ~ 2)x0.256/l.57/1 = (0.245 ~ 0.326)A 额定电压 UVD = (2 ~ 3) x 109.7V = (219.4 ?329.1)V 2.cuk IGBT: I} =kt + b , T = 2x10_55 ,人=DT = 8xl0~% 额定电压 t/v = (2 ?3) x 150V = (300 ?450)V 二极管： / = {*( 0」672 x 0.4T + 0.2502 x 0.6T) = 0.221A 额定电流 IVD = (1.5 ?2) x 0.221 /1