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未解决

boost电路的最小占空比求解

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comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-18 19:18:53
10问答币
这是一个开环BOOST电路,电路功能就是给后端电容充电到400V稳定停止,
该输入电源的电压为160V ,可以输出的最大电流为0.18A,即最大功率20W
现在要求:必须要在10S的时间里将电容电压由160V升到400V,那么我的boost电路的占空比最小是多少。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 08:54:34
 
升高到400V后电容电会自动放掉吗?
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 09:20:35
 
先不考虑
蓝色的天空
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副总工程师
  • 2012-9-19 09:25:37
 
直接计算以160V 20W最大恒功率充电,与电感量,频率,占空比三者都有关。
多久充满得看后面的容量多大了。。还有楼上说的电容有没有在放电中。。
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 09:38:32
 
先不考虑放电,求占空比,开关频率20kHZ,现在是要求占空比,其他参数图中已知,求计算公式
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 09:48:28
 
不考虑电容上电压就会持续升高直到炸掉。
zxl332572902
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高级工程师
  • 2012-9-19 09:48:32
 
你的占空比应该是从零开始逐渐变大的,当电容端电压为400V时,占空比为0.6.....
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 10:02:16
 
你的想法接近了,你是怎么算的
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 10:07:59
 
占空比应该是从0 开始逐渐变大,然后保持这个占空比恒定,这样才能求得一个保持恒定的最小的占空比,求你的这个计算公式
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 09:51:36
 
不是最小而是最大占空比。你的电感及电源的电流决定了你的最大占空比不能超过0.18*28/(160*5)
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 10:20:24
 
是求最小占空比
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 11:12:47
 
你根本不去看别人给你的信息,你要的只是一个数,我告诉你了最大占空比,你觉得你能控制你的IC出来这个大的一个占空比吗?
橘子洲头凭栏望
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本网技师
  • 2015-11-18 21:59:59
  • 倒数4
 
这个公式算法什么意思?看不懂
huyitao
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高级工程师
  • 2012-9-19 09:46:18
 
这个电路不带负载不行吧?
zxl332572902
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高级工程师
  • 2012-9-19 09:49:28
 
是可以的......不过电容前最好还是要有一个串联电阻的
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 09:52:18
 
开环BOOST,可以空载?
huyitao
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高级工程师
  • 2012-9-19 09:52:38
 
电容岂不是都没放电回路?
zxl332572902
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高级工程师
  • 2012-9-20 11:32:31
 
超级电容就可以....不需要放电,这是一个充电回路
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 10:12:20
 
7楼回复接近了,但还不全面
蓝色的天空
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副总工程师
  • 2012-9-19 10:54:20
 
七楼写的0.6的占空比,我看应该是稳态吧,20KHZ的频率,你算一下一个周期是多少能量,附近的周期又是多少能量,你的输入功率承受得起吗?
还有你按这个稳态从0开始算,古计没到0.6时你的电容早应过压了,不过呢你的电容还是个未知数,那也就是不一定会过压
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 11:03:46
 
求你的高见,我只有10s钟的时间将电容电压升上去
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-19 11:09:35
 
L*(di/dt)=u. 电源最大电流0.18A,充电0.0225uS 电感电流就可以冲到0.18A。也就是占空比大于0.0225/50=0.045%后效果是一样的。
每次放电都完全,可以根据能量守恒。
1/2*L*I*I*F*T算出充电能量,电容储存能量为1/2*C*(400*400-160*160)。
T=10S,F=20KHZ,
有C就可以算出I。再通过L*(di/dt)=u算出dt,就可以知道需要的占空比了。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-19 11:14:16
 
如果要搭实际短路,你的电感太小了。0.0225uS电源就要横流,这样的电源太理想。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 11:16:57
 
楼主根本不关心这个,前面已经告诉他占空比及导通时间太小无法实现。
zhenxiang
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高级工程师
  • 2012-9-19 11:20:36
 
这个单纯靠开环的BOOST是无法实现的。
huyitao
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高级工程师
  • 2012-9-19 12:48:45
 
仿真试试,如果行不通那就不行。
蓝色的天空
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副总工程师
  • 2012-9-19 14:27:05
 
电感确实太小了,以平均功率20W充电的话,TON约1.48US才3%。
comewithyou
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  • 2012-9-19 14:51:55
 
电感是太小了,当时考虑不周全,电感,和电容都换了。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 14:54:19
 
你是想要最小占空比还是想要10S内能充满电到400V的占空比?
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 14:56:35
 
第二种情况。并且求占空比不大于某个值,求这个值
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 14:57:46
 
那不就是10S充满的最小值吗?
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 14:59:18
 
是啊
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 16:43:13
 
怎么算的啊?
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 16:00:03
 
多谢了,那么我将电感改为25楼了,L*(di/dt)=u算出 DUTY超过3%就一样了,
但是我的duty按你下面给的公式

可以根据能量守恒。
1/2*L*I*I*F*T算出充电能量,电容储存能量为1/2*C*(400*400-160*160)。
T=10S,F=20KHZ,
最小值是14%,好像还是矛盾啊。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-19 17:22:38
 
思路是错的,因为BOOST电路再MOS管关闭的时候,不仅仅电感参与传递能量到电容,输入电源也参与了这个过程。
我估计,很难计算你这个值,你为什么不去仿真一下呢?
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 17:33:39
 
经过搞的实物,duty  14%这个值是正确的,我只是想搞明白为什么正确。
huyitao
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高级工程师
  • 2012-9-20 20:10:24
  • 倒数7
 
觉得没法计算。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-19 18:43:43
 
思路是对的。正常负载是电阻的话,电源电感同时提供能量的,但是现在负载是电容,电容充电后就是电压源的,当电容电压超过160V时,电容已经抵消了电源和部分电感产生的电压,所以完全可以认为能量全是电感提供的。
蓝色的天空
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副总工程师
  • 2012-9-20 08:26:53
 
我也忘记这个问题了,不过电源和电感同时在提供能量我觉得是对的。
因为在电感提供能量的同时,电源也是以同样的电流在提供能量,那么电源不可能不做功吧。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-20 10:45:15
 
电源和电感同时在提供能量我也觉得是对。只是电容抵消了电源做的功。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-20 10:46:57
 
电容是一个不消耗能量的器件,何来抵消电源做的功之说。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-20 10:48:33
 

就像这个电路,可以认为只有10V的电源在做功啊。左边160和右边160电流相同方向相反,加起来就是0啊!
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-20 10:54:01
 
你这样等效根本就是错误的,虽然我无法指出来你错在哪里。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-20 11:16:51
 
那换个方式。这电路里没有消耗能量的,只有电源可以提供能量,电容存储能量,电感只是传递能量的。电容电压到160V以后,电源就不能充电到电容了,也就不能提供能量到电容了,那电容能量怎么来的,靠电感传递的啊。其实所有能量都是从电源来的,只是我不会算罢了!但是电感传递的能量很好算啊!!
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-20 11:57:04
 
你这属于踩别人肩膀上翻墙,过了墙说没有人家脚底下人的功劳。
仔细想一下啊BOOST电路的工作原理就OK了,MOS管开通,电感储能,当MOS管关闭电感放能不错,但别忘了,电感是站在输入电压的肩膀上的,流过电感的电流必然流过输入电源(在MOS管关闭时刻)那么我问你个最简单问题,在MOS管关断时刻,有没有电流流过输入电源?输入电源有没有做功?输入电源如果做功了,功跑哪里去了?
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-20 12:18:25
 
也没说开关导通时两个同时提供能量是错的啊!但只是所有能量都是电源来的啊,电感只是传递能量的啊!电容电压过了160后所有的能量都是由电感传递的。直接用电感传递的能量去算电容增加的能量不是简单啊!按你那种思路当然也对,也可以计算,但是负载是电容不是电阻,电流也不是线性下降,电感上电压多少,用LC电路算二阶响应啊??电流多少??又怎么算啊!
再说两个电源串联,用哪个抵消不是一样啊。也可以说是电感抵消了电容,电源加电感剩余电压再给电容充电。然后再证明下其实电感抵消的那部分跟电源做的那部分一样,因为是穿起来的电流一样。那不是多余啊!
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-20 13:49:50
  • 倒数10
 
1、首先,带不带负载跟输出直接电容没有任何关系,电路时不知道后面接的是电容还是电阻的.
2、为什么说电压过了160V以后能量就全部是电感传递的了?我已经说的很清楚,在过了160V后,MOS管关断的时候,电源是否做功了?如果做了,那又没传递到二极管后的话,能量跑哪里去了?
3、这本来就不是一个线性过程。
4、你可以去看一下开关电源手册,在第20页有很详细的讲解。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-21 09:42:50
  • 倒数6
 
1.负载跟电容电阻是没关系,负载不同公式不同罢了。但是这个电路是电容,我是从能量守恒的角度去算的。如果负载有电阻那公式右边就要加上U*U/R消耗的部分了。能量守恒是定理,我这公式可不是能量守恒定理,只是根据能量守恒来的公式而已,不适用你假设的任何条件。
2.44楼已经跟你讲过了,不是电源不做功,是电容做负功,抵消了做的功。如果你高兴也可以认为是抵消了电感做的功,最终结果也一样。反正这电路就电源可以发出能量,电容可以存储能量(假设其它器件理想,不考虑电感储能(20kHZ*10S次才冲满,可以忽略充满时电感残留能量))。
3.这个不反对,一上来就没人说是线性的。
4.没看过,不做评论
5.你可以自己搭个电路试试,这个公式对不对。如果仿真可以直接用18楼公式计算。如果自己搭电路请直接第二个公式,要不会出现30楼的疑问。自己搭电路时最大占空比计算已经不适用,因为没有一个电源可以在us数量级转为恒流(0.18A),其实20楼的时候已经说过这个问题了。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-24 11:01:20
  • 倒数5
 
按照你18楼的公式结合楼主最后的图,让同事帮忙仿真了一下,好像符合你的说法,但从仿真上来看,在0.1S不到的时间内,电容上电压已经达到395V以上,剩下将近10S的时间都在从395V往400V攀升。呵呵
蓝色的天空
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LV8
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  • 2012-9-20 11:07:00
 

哈哈有意思,看看我这个图呢?
蓝色的天空
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-20 11:27:57
 
这个看起来比较明显吧,电路的工作条件一样。。
xd254873246
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初级工程师
  • 2012-9-20 11:29:05
 
呵呵!你这图不适合这个电路。你这稳压管消耗能量的,如果没电流公式的话,不好计算功耗。电容储能不需要电流公式的,只要有电压就好了,简单
蓝色的天空
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-20 11:38:20
 
不适合,为什么不适合呢?就是因为稳压管是个明显的损耗件吗?
电容充电电压IS/C哦。没有电流如何充得进啊。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-9-20 09:52:58
 
我不这样认为,无论负载是电阻还是电容,对于电路来说都是一样的,在MOS管关闭的时候,电感电压与输入电压一起才是输出电压,因此流过电感的电流必然流过输入电压,说输入电压不做功,那流过输入电压的电流产生的功哪里去了?
xd254873246
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LV4
初级工程师
  • 2012-9-19 17:41:54
 
根据能量守恒算出来I大概有1A。但是你的电源恒流0.18A啊!!也就是说10S充不到啊!
不矛盾的。如果你的电源是1.8A,那就是DUTY最大30%,占空比14%时10S就可以充到400V。
jacky_zhang1975
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高级工程师
  • 2012-9-19 18:58:20
 
这是个无解论题,输入源是个怎样的特性,接入方式,就题目的那条件没意义。160V恒压直接接入,也有上升过程,BOOST电路什么时候开始工作,且后边也有充电过程,
comewithyou
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本网技师
  • 2012-9-19 19:31:43
 
BOOST电路当后面的电容已经充到160V的时候开始工作。160V恒压直接接入
collage_2007
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本网技师
  • 2012-9-20 00:05:16
 
电路里根本看不出这个信息,以为负载一直开路呢。
jacky_zhang1975
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LV6
高级工程师
  • 2012-9-20 09:39:57
 
也就是说先将电源接入,当后边电容充到160V稳定后,BOOST电路开始工作。
nc965
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  • 2012-9-20 10:53:04
 
既然是BOOST,占空就只与输入电压和输出电压呈比例关系,与电流、功率、时间都没有关系
zhoushm5
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高级工程师
  • 2012-9-20 12:14:08
 
一直开路啊,负载呢
nc965
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版主
  • 2012-9-20 14:15:26
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一直开路就不再是BOOST,短路也一样
zhoushm5
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高级工程师
  • 2012-9-20 15:41:02
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我觉得本身这个电路就不完整,如何去谈占空比
zm298
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本网技师
  • 2016-1-4 15:36:58
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大家真是各抒己见啊
珑玉乌鸦
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本网技工
  • 2017-2-22 14:50:40
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请问楼主,您的仿真用的是multisim么?若是,请问您的IGBT是在哪里找到的,我没找到...
ky1755
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