3.3 電路穩(wěn)定過程的分析

　　觀察圖4電感上的功率PL波形,，因為PL為正表示電感吸收能量,，PL為負(fù)表示電感釋放能量，PL波形曲線與時間軸所圍面積既是相應(yīng)時間內(nèi)電感傳遞能量的大小,。不難看出電路工作的前兩個周期中,，電感儲存的能量大于釋放的能量。第二個周期開始時,，電感電流在第一個周期的基礎(chǔ)上增長,，進(jìn)一步儲存能量，在開關(guān)斷開時,，電感釋放出更大能量,，以更高的Vs向負(fù)載提供更高的輸出電壓，圖4中第二周期電感電壓的負(fù)電壓幅值大于第一周期也恰恰說明了這一點,。但是應(yīng)該注意到,，電感上負(fù)電壓的幅值又與電感電流下降的斜率成正比，隨著電路的工作,，每個周期電感提供的負(fù)電壓越來越大,，電感電流下降斜率也隨之增加，直到在單個工作周期末尾,，電感電流值下降到此工作周期開始時的電感電流值,，此時電感吸收的能量等于其釋放的能量，電感不再進(jìn)一步儲能,。開關(guān)斷開時電感提供的負(fù)電壓不會再增加,，電感電流下降的斜率也不會再增加，電感進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài),。

 

　　與電感類似,，輸出電容也存在著由暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)的過程，用與電感采用相似的能量方法也可得到,，電路剛剛開始工作時電容的充電能量大于放電能量,，每個周期，電容除了在開關(guān)閉合時給負(fù)載提供能量外,，自己還在存儲能量,，所以輸出電壓越來越高。隨著電壓的升高,，開關(guān)閉合時,，電容的放電電流越來越大，直到一個周期內(nèi)，電容的充電能量等于電容的放電能量時,，電容進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài),，輸出電壓穩(wěn)定。

 

　　用PSpice對BOOST 電路模型進(jìn)行0～2.5ms瞬態(tài)分析,，輸出電壓Vo和電感電流IL的波形如圖5所示,，易見，電路輸出電壓,，電感電流在1.4ms左右趨于穩(wěn)定,，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。值得注意的是電感電流在前1ms內(nèi)形成了一個峰值,，這是由于前1ms內(nèi),，電感和輸出電容上的能量不斷增加導(dǎo)致的，它反映了電感和電容由暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)器件自身的能量存儲的過程,。

 

　　3.4 電路穩(wěn)態(tài)分析

　　對1.4ms～1.46ms時段進(jìn)行掃描分析,，與圖4對應(yīng)的輸出波形如圖6所示，電路的工作過程與圖4類似,，只是此刻電感,、電容均已進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，每個工作周期電感提供相同大小的負(fù)壓,，電感電流下降的斜率一定,，電感吸收的能量等于釋放的能量，電容充電能量等于放電能量,，電感,、電容不再吸收能量而成為能量傳遞的工具。

 

　　3.5 電流斷續(xù)模式工作過程的分析

　　當(dāng)電感較小,，或負(fù)載電阻較大,，或電路工作周期較長時，BOOST 電路進(jìn)入電流斷續(xù)工作模式?，F(xiàn)將圖3中的負(fù)載電阻換為150Ω,，經(jīng)仿真分析，發(fā)現(xiàn)電路已經(jīng)工作于電流斷續(xù)模式,。由仿真發(fā)現(xiàn),，電路瞬態(tài)過程與電流連續(xù)型完全相同,，故在此不對電路的瞬態(tài)過程再做說明?，F(xiàn)取電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后的60ms～60.06ms進(jìn)行掃描分析，與圖6對應(yīng)的輸出波形見圖7所示,。對比圖6和圖7 不難發(fā)現(xiàn),，電流斷續(xù)型電路在經(jīng)歷了和圖6類似的圖2(a)和圖2(b)兩個狀態(tài)后，在60.024ms～60.03ms時間段處于圖2(c)狀態(tài)，由輸出波形可見,，此時電感電流減小到0,，電感電壓的平均值亦為0，S點的電壓平均值為電源供電電壓15V,，由于s點電壓Vs小于電路輸出電壓Vo故二極管D截止,，負(fù)載所需能量由輸出電容提供。

 

　　4 結(jié)束語

　　PSpice是當(dāng)今世界最流行的電路分析軟件之一,，其仿真結(jié)果非常接近實際電路分析和設(shè)計環(huán)境,。本文采用PSpice仿真分析方法，對BOOST 電路的工作過程和升壓原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,，并從能量傳遞的角度進(jìn)分析了電感,、電容等儲能元件由暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)的工作過程，并且給出了直觀易懂的計算機仿真結(jié)果驗證分析的正確性,。對深入理解BOOST 電路有極大的促進(jìn)作用,。