boost电路

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𝑈𝑜=

𝑡𝑜𝑛+𝑡𝑜𝑓𝑓𝑡𝑜𝑓𝑓

𝐸=

𝑇𝑡𝑜𝑓𝑓

𝐸得到𝑡𝑜𝑓𝑓=0.75T, 𝑡𝑜𝑛=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𝑈𝑜、电源电流𝐼1波形如下图

根据计算电感电流纹波公式可得𝛥𝑖𝐿=

𝐸𝑇𝑜𝑛𝐿

=

𝐸𝛼𝐿𝑓

=

300∗0.25800∗10−6∗100∗103300∗0.25

=0.9375𝐴

根据计算电容电压纹波公式可得𝛥𝑈𝑐=(1−𝛼)𝑓𝑅𝐶=0.75∗100∗200∗10−6∗100∗103=0.05𝑉 仿真得到𝛥𝑖𝐿=0.90𝐴 ，误差约为4%

𝛥𝑈𝑐=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

𝐸𝛼

得到 占空比 仿真输出电压 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 427.8 497.3 600.7 744.2 1002 1490 仿真电压增益 1.426 1.658 2.002 2.481 3.34 4.967 理论输出电压 428.57 500 600 750 1000 1500 理论电压增益 1.428 1.667 2 2.5 3.333 5 电压增益误差 0.14% 0.54% 0.1% 0.76% 0.21% 0.66% 绘制仿真电压增益与占空比关系图像可以得到 电压增益与占空比间关系65432100.30.40.50.60.70.8 得到当占空比在0.3-0.8变化时，电压增益随占空比增大而增大，且增大速率逐渐变大，其关系符合公式𝑈𝑜=1−𝛼𝐸 分析各占空比下的电感电流纹波，电容电压纹波理论值并与仿真值对比可以得到 占空比 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 电感电流纹波理论值 1.125 1.5 1.875 2.25 2.625 3 电感电流纹波仿真值 1.08 1.48 1.84 2.17 2.53 2.93 电感电流纹波误差 4% 1.3% 1.9% 3.6% 3.6% 2.3% 1电流纹波理论与仿真3.532.521.510.500.30.4电流纹波理论多项式(电流纹波理论)0.50.60.70.8电流纹波仿真多项式(电流纹波仿真) 电容电压纹波误差 9.3% 10% 6.7% 6.7% 0% 0% 占空比 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 电容电压纹波理论值 0.064 0.1 0.15 0.225 0.35 0.60 电容电压纹波仿真值 0.07 0.11 0.16 0.24 0.35 0.60 电压纹波理论与仿真0.80.60.40.200.30.4电压纹波理论多项式(电压纹波仿真)0.50.60.70.8电压纹波仿真多项式(电压纹波仿真)