multisim控制方式的a开关电源仿真研究分析

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1、个人收集整理仅供参考学习CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY报告说明书基于PD控制方式地1A开关电源Multisim仿真研究二级学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：班级：10电二学号：姓名：黄石职称：学号：10020412职称：2013年10月13/14个人收集整理仅供参考学习目录一绪论2b5E2RGbCAP二实验目地2p1EanqFDPw三实验要求2DXDiTa9E3d四主电路功率地设计2RTCrpUDGiT（1）buck电路25PCzVD7HxA（2）用Multisim软件参数扫描法计算3

2、jLBHrnAILg(3)交流小信号模型中电路参数地计算4xHAQX74J0X（4）采用小信号模型分析5LDAYtRyKfE五补偿网络地设计6Zzz6ZB2Ltk六总电路图地设计7dvzfvkwMI1（1）总电路图地设计图9rqyn14ZNXI（2）总电路地仿真图9EmxvxOtOco七心得体会11SixE2yXPq5八参考文献126ewMyirQFL13/14个人收集整理仅供参考学习一绪论Buck变换器最常用地变换器，工程上常用地拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流地要求，设计主功率电

3、路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路kavU42VRUs二实验目地(1)了解Buck变换器基本结构及工作原理；(2)掌握电路器件选择和参数地计算；(3)学会使用Multisim仿真软件对所设计地开环降压电路进行仿真;(4)学会使用Multisim仿真软件对控制环节地仿真技术;(5)学会分析系统地静态稳压精度和动态响应速度.三实验要求输入直流电压(VIN)：15V；输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：1A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz.四主电路功率地设计（1

4、）buck电路图4-1-1：buck电路图4-1-1=250mΩ（出于实际考虑选择250mΩ）c*Rc地乘积趋于常数50~80uF，我使用62.5μΩ*F，由式(1)可得RC=250mohm，C=250μF13/14个人收集整理仅供参考学习（出于实际考虑取250μF）y6v3ALoS89开关管闭合与导通状态地基尔霍夫电压方程分别如下式所示：设二极管地通态压降VD=0.5V，电感中地电阻压降VL=0.1V，开关管导通压降VON=0.5V.经计算得L=87.66uH.（注：在实际电路中，取L=88μH）（2）用Multisim软件参数扫描法计

5、算：当L=70uH时，输出电压纹波4-2-1当L=80uH时，输出电压纹波如图4-2-2如图4-2-2当L=87.66uH时，输出电压和电流和输出电压纹波如图4-2-113/14个人收集整理仅供参考学习图4-2-1当L=90uH时，输出电压和电流和输出电压纹波如图4-2-3图4-2-3(3)交流小信号模型中电路参数地计算如下：占空比：直流增益：，双重极点频率：品质因数：，13/14个人收集整理仅供参考学习在具有双重极点地传递函数中，频率特性在极点频率附近变化非常剧烈，其中相频特性变化非常剧烈段地起始频率fa和终止频率fb，由下可以确定：M

6、2ub6vSTnP（4）采用小信号模型分析经分析得Buck变换器原始回路增益函数GO(s)为：＝＝假设PWM锯齿波幅值Vm＝1.5V，RX＝3，Ry＝1.3，由此可得采样网络传递函数=0.3，原始回路直流增益＝3.0YujCfmUCw双重极点频率:=1.076kHz用matlab画出地G0（s）地伯德图：程序：num=[0.0002253];den=[0.0000000530.0000349941];[mag1,phase1,w1]=bode(num,den);margin(mag,phase,w)13/14个人收集整理仅供参考学习如图所

7、得，该系统相位裕度40.3度，穿越频率为1.49e+003Hz,所以该传递函数稳定性和快速性均不好.需要加入补偿网络使其增大穿越频率和相位裕度.使其快速性和稳定性增加.eUts8ZQVRd五补偿网络地设计设计步骤步骤1本设计采用地PD补偿网络进行设计，PD补偿网络地电路图如图5所示PD补偿网络其传递函数为：13/14个人收集整理仅供参考学习，（5）,,（6）步骤2确定补偿网络地参数.为了提高穿越频率，设加入补偿网络后开环传递函数地穿越频率fc是开关频率fs地五分之一,即sQsAEJkW5Tfc=fs/5=20KHz设相位裕度.PD补偿网络

8、地零、极点频率计算公式为：（7）由式（6）可得：(8)PD补偿网络直流增益为：（9）由式（7）、（8），可得PD补偿网络地传递函数GC(s)为：（10）根据上面计算，可绘出PD补偿网络传递函数