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目录
目录 1
摘要 1
Abstract 2
1 绪论 3
1.1 开关电源概论 3
1.2 DC-DC转换器的基本手段和分类 3
1.3 DC-DC转换器主回路使用的元件及其特性 4
1.3.1 开关的特性 4
1.3.2 电感的特性 4
1.3.3 电容的特性 4
1.4 开关电源技术的发展 4
1.5 论文的主要内容及章节安排 6
2 BOOST转换器的基本工作原理 7
2.1 BOOST转换器的电路拓扑结构及工作原理 7
2.1.1 电路拓扑结构 7
2.1.2 工作原理 7
2.2 BOOST转换器的工作模式分析 8
2.2.1 Boost转换器电感电流连续工作模式 9
2.2.2 Boost转换器电感电流断续工作模式 11
2.2.3 电感电流连续的临界条件 12
2.2.4 Boost转换器工作模式的特性比较 13
3 BOOST转换器的建模与仿真 14
3.1 BOOST转换器主电路的建模 14
3.2 BOOST系统的传递函数 15
3.2.1 Boost电路的传递函数 15
3.2.2 PWM比较器的传递函数 16
3.2.3 调节器的传递函数 17
3.3 BOOST转换器的参数设计 17
3.4 BOOST转换器的电路原理仿真 18
3.4.1 建立仿真模型 18
3.4.2 仿真结果与分析 19
4 BOOST转换器的控制与仿真 21
4.1 BOOST转换器的控制技术 21
4.1.1 Boost转换器的控制技术比较 21
4.1.2 控制技术的选择 22
4.2 BOOST转换器的控制模式的选取 22
4.3 BOOST转换器的控制算法的分析 23
4.3.1 比例积分控制(PI)的分析 23
4.3.2 比例积分微分控制(PID)的分析 24
4.4 BOOST转换器的控制算法仿真 25
4.4.1 PI控制算法的仿真 25
4.4.2 PID控制算法的仿真 26
4.4.3 仿真结果的比较与分析 27
5 全文总结及展望 28
参考文献 29
附录1：BOOST转换器仿真模型 30
附录2：BOOST转换器仿真波形(输入30V) 31
附录3：BOOST转换器仿真波形(输入45V) 32
致 谢 33
摘要
进入21世纪，随着电力电子技术的迅猛发展，使得开关电源技术在不断地创新，这为开关电源提供了广泛的发展空间。本论文主要研究的内容是开关电源的BOOST型DC-DC转换器，完成其建模与仿真。
本论文首先就BOOST型DC-DC转换器的结构及工作原理进行了具体的阐述，并分析了转换器的两种工作模式：电感电流连续工作模式(CCM)和电感电流断续工作模式(DCM)。根据设计要求，本论文选择了CCM工作模式。此次设计利用状态空间平均法构建BOOST转换器的状态平均模型，得到BOOST转换器的传递函数。文中还介绍了转换器的各种控制方法，转换器的控制方式选择的是目前应用在开关电源中最为广泛的一种控制方式—PWM控制方式，控制模式选择的是电压模式控制，控制器的算法选择的是PI/PID算法。在matlab中完成BOOST型转换器的电路以及控制算法的仿真，根据仿真的结果来评判整个设计的效果。仿真结果表明，电路功能和性能指标已经达到设计要求。
关键词：BOOST转换器；CCM；状态空间平均法；电压模式控制
论文的主要内容及章节安排
本论文的主要内容是设计满足要求的基于boost结构的DC-DC转换器，建立boost结构的DC\DC转换器的数学模型和适当的控制模型，并对设计的电路和控制算法进行仿真，对不同的控制方法进行比较，选择最合适的控制方式。
论文全文分为五个章节。第一章简要介绍了开关电源的概念和发展趋势以及DC-DC变换器的基本手段和分类，同时给出了论文的主要内容和章节安排。第二章主要介绍BOOST型DC-DC转换器的基本工作原理，并分析了转换器的两种工作模式：CCM模式和DCM模式，并根据设计的具体要求选择了CCM工作模式。第三章主要是根据DC-DC变换器的原理，利用状态空间平均法建立转换器的主电路模型，获得转换器的传递函数。再根据设计的技术指标，计算出电路元件的参数，在matlab中完成电路模型的仿真。第四章主要进行BOOST型转换器控制方法的分析与选择，转换器的控制方式选择的是PWM控制方式，控制模式选择的是电压模式控制，控制器的算法选择的是PI/PID算法，最后在matlab中对两种控制算法进行仿真比较。第五章总结本文的主要内容并展望开关电源技术的发展前景。
