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交错并联式BOOST电路的Pspice仿真分析

发布时间:2020-06-30 19:30:25 阅读: 来源:领花厂家

摘要:文中研究基于Pspice软件的交错并联BOOST变换器的拓扑结构,并对其建立仿真模型,进而延伸到N个相同的BOOST拓扑结构的并联,从中分析了此种拓扑结构的优点,进而得出此种拓扑结构适于在功率因数校正电路中应用的结论。关键词:交错并联;BOOST拓扑;Pspice仿真;PWM 随着电力电子行业的发展,电路设计的复杂程度越来越高,仿真作为一种便利的设计手段被广泛的应用于电路设计、分析和验证中,包括用于电路设计中的一系列仿真软件如MATLAB中的Simulink及其Pspice等软件,这些软件可以对电路中的信号进行仿真,让设计人员了解电路的工作特性,设计人员可以通过仿真来预测和验证电路设计的准确性,具有时效性强的优点,对于科学研究工作具有十分有用的价值。笔者在基于Pspice仿真软件的基础上对BOOST变换器的并联交错技术进行仿真分析,通过搭建Pspice模型分析了并联交错BOOST变换器的优点,即输出纹波很小适用于带载要求纹波小的设备,如应用于计算机的CPU等。1 DC-DC变换器DC-DC变换器的基本拓扑结构非为BUCK变换器、BOOST变换器和BUCK-BOOST变换器。由于DC-DC变换器中,输入端和输出端共地,所以也称为三端开关变换器。 开关变换器同三端线性调节器有很多相同点,例如输入电压不能调节,但是输出电压可以调节,在效率要求较高的情况下可以替代线性调节器,开关变化器在输入跟输出之间使用的是扼流圈而不是变压器。 BOOST电路是升压电路,升压电感完成升压,并通过电容保持电压值。其结构图如图1所示。

本文引用地址:,其中N为并联的变换器的个数,本课题中N为2,交错并联BOOST拓扑中的PWM信号的一种时序图如图4所示。

由图4的驱动波形分析扑结构的工作状态: 状态1当两个管子都为高电平时候,直流电源经过电感与地相连,输出电容通过输出电阻放电,状态2两个开关管中工,其中一个为高电平,一个为低电平,高电平的那只管子通过电感、开关管与地相连接,另外电感的感生电压使此时的电压方向反向,使正向的二极管导通,然后与输出电容、输出电阻相连接;状态3开关管都为高电平,直流电压经过电感与地相连,输出电容此时通过电阻放电,最后状态4与状态2相反,状态2中高电平的开关管在此时的电平变为低电平,原来状态2中的低电平的开关管此时电平变为高电平,此时直流电压同过电感,经过高电平的开关管与地连接,由于另一个并联的电感此时的电压反向,使二极管正向导通,通过二极管与电容、电阻连接。 由图3交错并联Boost电路的Pspice模型所测的各点的波形图如图5所示。

在输出电容为100μF时和300μF时,输出电压波形如图6所示。由图6可知道,增加输出电容值可以输出纹波电压减小。3 N个BOOST拓扑结构的并联通过并联多个不同的BOOST拓扑结构,可以实现多个并联变换器。采用Giral等人提出的的电流模式交错驱动的方法,实现控制。其中用二进制表示开通和关断,1为开通,0为关断。3个相同的BOOST变换器连接如图7所示。

3个相同的BOOST变换器交错并联变换器的PSpice模型如图8所示。 此种拓扑机构的输出纹波电压:(3) 上式中增大C可以减小输出纹波的大小,另外通过改变△i也可以纹波电压发生变化。4 结论交错并联变换器的优点是可以减小输出电压的纹波,因此此种拓扑结构广泛应用于功率因数校正中。使负载表现为阻性负载,对电网的影响减小。

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