直流斩波BUCK电路设计

BUCK电路的电源变换器设计一、实验目的DC/DC变换器可将不可控的直流输入变为可控的直流输出，广泛应用于可 调直流开关电源及直流电机驱动中.Buck变换器是DC/DC变换器中最具代表性 的拓扑结构之一.在工程实际中，Buck变换器的控制方式可以开环和闭环来实现。其中闭环 控制方式又可分为PI校正，PID控制，fuzzy控制等方式。本文首先会建立Buck变换器的模型，然后别进行开环控制器，并在MATLAB/SIMULINK 上进行仿真。二、设计内容及要求1、输入电压(Ui)： 24V2、输出电压(Uo )： 18V3、额定电流(Io)： 10A4、输出电压纹波峰-峰值Vpp W70mV5、开关频率：50kHz 三、Buck主拓扑电路3.1开环Buck电路图Pulse GeneratorMosfet g IrnDiodeVoltage MeasurementDC Vbltage Source4 二Scope图(1)开环buck电路3.2参数计算与选择(1) 占空比D=U0/U=75%(2) 滤波电感滤波电感的选择与负载电流的变化范围及希望的工作状态有关，假设电路要 求工作在电感电流连续工作状态，则临界电感L=(1-D)U0/(2fsI0)根据公式代入计算可得：L=7.5*10(-6)H此时L值为电感电流连续与否的临界值，实际电感值可选为(23)倍的临 界电感。这里L取7.5*10(-6)Ho(3)滤波电容电容的容量，会影响输出纹波电压和超调量的大小。在开关关断时为负载供 电和减小输出电压的纹波，滤波电容C的选择直接关系开关稳压电源输出中纹波 电压分量U大小。滤波电容CC=U0(1-D)8U0LF2根据纹波要求代入计算 C=0.0007F这里电容C取7.5*104F。纹波电压，主要是由电容的寄生电阻ESR和电容容量决定，而一般的电容，其C与寄生 电阻Rc的乘积趋于常数，约为5080p Q * F。本例中取为60p Q * F。所以 Rc = 0.08Q。3.3开环BUCK电路模型及仿真(1)在simulink中搭建Buck电路的仿真模型，使用开关器件是MOSFET，女口 图2所示。Continuouspowergui图(2)开环buck电路在matlab中模型图（3）仿真电压和电流波形（2）将图（3）仿真波形放大，观察得到电路输出电压为23.4V，电流输出为9.6A,显然在误差允许范围内满足设计要求，在对滤波电感、电容进行调节时，可以发现这样的规律：电感越小，超调越 大，越稳定；电容越小，超调越小，纹波越大。因此，需要在稳定度，超调量,