《电力电子转换电路建模与控制》作业2
姓名：胡志健
学号：2141130
一、设计要求：
额定输入电压DC12V，输出电压18V。输出电流5A，电压纹波01V闭环控制，
输入电压在1014V变化或负载电流25A变化时，稳态输出能保持在18V。
二、设计原理及方案
1电路采用闭环增益补偿式Boost电路实现设计要求。
原理图如下所示：
图1Buck升压电路原理图
2参数计算
分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。
当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为，同时电容上
的电压向负载供电。因值很大，基本保持输出电压为恒指，记为。设处于通态
的时间为，此阶段电感L上积蓄的能量为。当处于断态时和共同向电容充
电并向负载提供能量。设处于断态的时间为，则在此期间电感释放的能量为
当电路工作于稳态时，一个周期中电感积蓄的能量与释放的能量相等，即
化简得
×
式中，≥1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
f根据占空比定义

可以将输出电压表示为
1
升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：
（1）电感储能之后具有使电压泵升的作用；
（2）电容可将输出电压保持住。
3模型优化
在借助电路仿真软件时，建模时需考虑到现实世界中电子器件特性。为进一步切合实
际应用场合选择的Boost增益反馈控制电路图，如下所示：
图2增益补偿式Boost电路
可以看到，在图2中对电感、电容、二极管以及开关管都做了实际化处理。此外，在
输出电压端采用电阻分压反馈方式，将实际输出反馈给PWM控制器，进而控制开关管SW。
4仿真电路
41主电路结构图
f图3升压电路系统结构图
42Boost升压部分
图4Boost升压斩波电路
43信号计算
图5输出电压与电感电流计算
5反馈设计与增益补偿
f51反馈电路设计
如下图6所示，实际输出电压与参考电压比较产生误差信号，传递给反馈
函数做进一步计算。
图6电压负反馈设计
52增益补偿设计与传函设计
为了将实际输出电压与参考电压比较后偏差进一步放大并转换为控制PWM脉冲。设
计如下图6所示的增益补偿式电路，原型如下：r