DC/DC:闭环控制的升压(Boost)变换电路原理设计及实验仿真

与降压(Buck)变换器类似,升压Boost变换电路也可以构建电压闭环反馈控制的闭环Boost变换器,Boost功率电路图如图所示,具体电路元器件参数计算可参考前期文章《直流电路中升压电路(Boost)的设计原理、参数计算及MATLAB仿真(含源程序链接)》。

控制电路的控制框图如图所示,利用PI控制器制作控制器,构建的电压闭环反馈控制电路。具体实现过程如下:首先,根据技术指标要求,设定期望输出电压值U_ref,期望输出电压值U_ref与实际电压值U_o做差,得到当前控制误差U_eer,控制误差U_eer经过PI控制器运算处理后得到控制量Uc1,控制量Uc1经过上下限限幅后得到当前控制量Uc,Uc与锯齿波Sw比较得到当前的PWM脉冲。当Boost变换器输入或负载发生变换时,会导致当前输出电压U_o发生变化,反馈控制电路将自动产生新的控制量U_c,经过与锯齿波Sw比较后,获得新的占空比的PWM脉冲,从而调整主电路快速恢复到期望输出电压值。

实验仿真要求:采用电压单环反馈控制,设计一个输入为10V—15V,输出24V的非隔离Boost变换直流电压源。

器件选型:直流电压源、开关管MOSFET,二极管,电感、电容、电阻等

仿真模型搭建

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实验结果

输入直流电压12V,输出直流电压24V

输入直流电压15V,输出直流电压24V

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