BOOST电路的PSpice仿真分析与设计

BOOST电路的PSpice仿真分析与设计

3.4 电路稳态分析

　　对1.4ms～1.46ms时段进行扫描分析，与图4对应的输出波形如图6所示，电路的工作过程与图4类似，只是此刻电感、电容均已进入稳定工作状态，每个工作周期电感提供相同大小的负压，电感电流下降的斜率一定，电感吸收的能量等于释放的能量，电容充电能量等于放电能量，电感、电容不再吸收能量而成为能量传递的工具。

　　3.5 电流断续模式工作过程的分析

　　当电感较小，或负载电阻较大，或电路工作周期较长时，BOOST 电路进入电流断续工作模式。现将图3中的负载电阻换为150Ω，经仿真分析，发现电路已经工作于电流断续模式。由仿真发现，电路瞬态过程与电流连续型完全相同，故在此不对电路的瞬态过程再做说明。现取电路进入稳态后的60ms～60.06ms进行扫描分析，与图6对应的输出波形见图7所示。对比图6和图7 不难发现，电流断续型电路在经历了和图6类似的图2(a)和图2(b)两个状态后，在60.024ms～60.03ms时间段处于图2(c)状态，由输出波形可见，此时电感电流减小到0，电感电压的平均值亦为0，S点的电压平均值为电源供电电压15V，由于s点电压Vs小于电路输出电压Vo故二极管D截止，负载所需能量由输出电容提供。

　　4 结束语

　　PSpice是当今世界最流行的电路分析软件之一，其仿真结果非常接近实际电路分析和设计环境。本文采用PSpice仿真分析方法，对BOOST 电路的工作过程和升压原理进行了详细的分析，并从能量传递的角度进分析了电感、电容等储能元件由暂态到稳态的工作过程，并且给出了直观易懂的计算机仿真结果验证分析的正确性。对深入理解BOOST 电路有极大的促进作用。

　　16us～30us时段：开关于16us～ 17us之间断开，并保持断开状态直到30us，电路处于图2(b)状态。电路开关状态再次发生突变，电路仍处在暂态中。由于电感的电流连续特性，线圈L 中的磁场将改变线圈L两端的极性，以保持IL不变，因此图4中VL在这一时段出现负电压，此电压是由线圈L的磁能转化成的，它与电源VI串联，以高于VI 的电压向电路的后级供电，使电路产生了升压作用。此时，电感向后级电路释放能量，电感电流不断减小，电感电流通过二极管到达输出端后，一部分给输出提供能量，一部分给电容充电，可以观察到，电容上的电压在上升，电容开始储存能量。

　　电路在5us～30us时段之间的工作过程是BOOST 电路的第一个工作周期，此后电路重复上述过程继续工作。