并联buck电路闭环分析

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1、yg并联BUCK闭环PID控制交错并联技术应用于Buck变换器，以两支路交错并联Buck为例进行研究，在与传统Buck变换器总输出电流相同的情况下，使电路的总电流输出纹波减小，输出电压纹波减小，且支路电流为总电流的1∕2，减小了开关管和二极管的电流应力，总输出电流纹波频率为支路的2倍，使输出滤波电容减小这些都有利于实现本质安全。通过Matlab仿真比较本质安全的传统Buck变换器和交错并联变换器，最后证明所提方法的正确性实验名称并联BUCK电路闭环PID设计及分析主要内容一．根据设计要求，进行PID补偿网络二．对电路进行仿真和分析三．

2、观察额定负载下的输出波形四．对观察出的波形进行分析指标（目标）要求1.输出电压：4V2.输入电压为10V.且在输出电压一定的情况下，输入电压能尽可能大的范围内变化。3.输出电流：连续但不能超过2.5A4.输出电压纹波峰峰值Vpp<=50mv5.开关频率：5KHZ一．交错并联Buck变换器的工作原理在交错并联变换器的设计中，若想得到优良的纹波特性和响应功能，各支路的交错触发脉冲需设计合理。若各支路脉冲均同步，则整个变换器特性类似于单个变换器；若各支路的脉冲相互独立且脉冲频率不完全相同，则支路间输入和输出电流纹波随机消除，无规律可循；为最

3、大限度消除电流纹波，可使变换器的n个支路工作在相同频率下，支路中的开关信号交错2π∕n，这样很大程度上降低了电流纹波，同时整个变换器输出纹波频率变为单个变换器的n倍，有利于减小输出电容及提高动态响应。交错并联Buck变换器的主电路如下图所示以两路变换器并联为例进行研究，下图为脉冲触发图形设各Buck支路开关周期为T，导通时间为Ton，则各支路开关频率f1=1∕T，开关导通比D=Ton∕T，两路交错并联Buck变换器开关频f=2f1。根据流过电感的最小峰值电流是否为0，可分为连续导电模式（CCM）和不连续导电模式（DCM）。为方便分析，

4、假设电感的充放电是线性的，L1=L2=L,所有开关器件均为理想器件，不考虑寄生参数的影响。在一个开关周期内，CCM下电路的工作过程可分为4个阶段，如下图所示。为方便分析，以VQ1的任意一个导通时刻为计时起点，分析此后一个周期内的波形。二．交错并联Buck变换器的本质安全判断变换器工作在CCM和DCM时临界电感：Lc=当L>Lc时，变换器工作在CCM；当L〈Lc时，变换器工作在DCM.交错并联输出电压纹波最大值为Upp=通过上述分析，在电感量相同的情况下，交错并联Buck变换器可减小输出电流纹波；通过提高频率从而使输出电压纹波减小，电容

5、减小，动态响应提高。三．Matlab仿真及分析为了克服PI环节和PD环节的缺点，并且充分利用它们的优点，所以出现了PID调节器，它综合了PI环节和PD环节的优，点，既有PD环节的快速性又有PI环节的无稳态误差，但是在参数的整定上比较麻烦，当P(比例环节)，I(积分环节)，D(微分环节)。传统PID控制是一种线性控制，由于其算法简单实用，因此在工业过程控制中得到广泛的应用，并且取得了良好的效果四．实验数据分析UiU07.53.9683.9593.97103.97113.98123.99根据实验数据可知，输入电压在7.5——12V时，闭环

6、调节的实验效果比较明显,基本达到了实验的要求。实际上，开关管有开关损耗、通态损耗、涡流损耗、整流二极管也存在开关损耗…………非理想的东西太多了，而这些在我们的输出电压分析中没有考率。五．实验中遇到的问题及解决1.在焊接电路板时，要注意电路的干扰问题，接线尽可能的短，元件要适当的远离。第一次焊接并联Buck时由于线过多，达不到想要的结果，有可能出现了虚焊。后重新焊接一片电路板，减少用线，适当调节元件距离，效果良好。2.接上传感器和反馈回路后，调节输入电压，使输出电压变化，而此时PWM波的占空比变化不明显，后来经过学长的指导和自己的思考，

7、终于解决了问题。3.对有些器材的使用方法错误。如探头，两个探头同时进行测量时，必须要有共地端，否则会损坏仪器，以前对此认识不够深刻六．感想基本上说本次试验达到了实验预期，通过PID控制器的设计来达到调节BUCK并联闭环电路，可以使得闭环系统无稳态误差稳定运行，同时消除扰动对系统稳定的影响。说实话,做这个实验花了很长时间，特别是对程序的调试，让我在一定程度上对自己的能力产生了怀疑。后来是胡老师的一番教导和鼓励让我建立起了信心。克服困难有时需要很长的时间，所以要有需要耐心；同时你也要进行多次尝试，所以它需要信心。这个“简单”的BUCK闭环

8、实验让我体会到理论和实验之间的差别，实验是建立在理论的基础上的.