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摘 要

随着信息领域快速前进，对高频率开关变换技术的开发和运用产生了积极地影响。技术的发展，带来的是对变换器高输入电压、频率以及动态性能等参数要求的提高。

本文以Boost DC-DC变换器做研究重点，首先介绍了传统Boost变换器的重要性，研究成果和未来的发展预测。接着对它的结构拓扑、工作原理、不同的运行模式进行了详细的阐述，同时进行了应力计算。也给出了改进后的电路模型——交错并联Boost变换器，并对其进行了分析和研究，分别研究了带耦合电感器和软开关的交错并联Boost变换器。其次分析了带有Boost变换器的闭环电路的拓扑结构、简易的框图、以及其开环状态下的函数表达式。判定整体的稳定性采用了对数频率特性曲线，效果直观，同时也可以作为补偿电路的依据。之后给出了补偿网络，运用（比例-微分-积分）PID，保证了系统稳定。

最后，用Saber搭建电路模型，输入参数并仿真，观察电路的参数以及输出电压的波形，判断系统最终能否稳定，达到既定的要求。

关键词：Boost DC-DC变换器；闭环控制系统；稳定性判据；仿真

ABSTRACT

With the rapid development of the information field, It has a positive impact on the development and application of high frequency switching technology.The development of technology has brought about a higher demand for the high input voltage, frequency and dynamic performance of the converter.

In this paper, the importance of the traditional Boost converter is introduced, and the research results and future forecast are introduced, which is based on the DC-DC Boost converter.Then it makes a detailed exposition of its structure,working principle and different operation modes.We also give an improved Boost converter ——interleaved parallel boost converter, and the analysis and research of this kind of converter.The interleaved parallel Boost converters and soft switching interleaved Boost converters with coupled inductors are studied respectively.The composition of the closed loop system with Boost converter is analyzed, the simple block diagram and the open loop transfer function of the system are also analyzed.System stability analysis depends on the logarithmic frequency characteristic curve, the introduction of gain margin and phase margin are introduced.

Finally, using Saber software simulation, the parameters of the circuit, the output voltage stability is analyzed, and the actual stability effect is obtained.

key words：Boost DC-DC converter；closed loop control system；stability criterion；

simulation

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状和发展趋势 1

1.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段 2

第二章 Boost DC-DC变换器的特性分析 4

2.1Boost DC-DC变换器的拓扑结构和工作原理 4

2.2 Boost DC-DC变换器的工作模式和基本关系式 4

2.3Boost DC-DC变换器工作模式的细分 8

2.4 Boost DC-DC变换器的设计和优化 8

2.4.1传统的交错并联Boost变换器 8

2.4.2带耦合电感器的交错并联Boost变换器 11

2.4.3软开关交错并联Boost变换器（IBC） 13

第三章 Boost DC-DC变换器系统的设计 15

3.1Boost DC-DC变换器闭环电路的简单描述 15

3.2 Boost变换器闭环电路的频域分析 17

3.3应力分析 19

3.4电路主要参数的设计 21

3.5控制方式及控制器的选择 23

3.6 Boost变换器电路开环传递函数分析 25

3.7 Boost变换器系统的稳定性和补偿网络设计的简单步骤 27

3.8补偿网络具体的设计及其计算步骤 28

第四章 仿真和分析 33

4.1仿真软件 33

4.2电路仿真 34

第五章 结论 35

5.1总结 35

5.2展望 35

致 谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

开关电源具备高效率电能装换、占用空间小、轻重量、高控制精度以及快速性好等诸多特点。基本取代了晶闸管相控整流电源，也是目前中小功率电能转换装置的主要部分^[1]。

由于具备高效、节能等诸多优点，因而可带来巨大的经济效益，得到了社会各界 的重视，被迅速推广。除了高效用电，高质量使用电能的问题也将随着电源以及变换器的研究得以实现^[2]。

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