正文描述:《电力电子技术仿真课程设计报告--BUCK ZCS PWM主电路设计与仿真》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、电力电子电路仿真课程设计报告设计课题:BUCKZCSPWM主电路设计与仿真专业班级:07级应用电子(1)班学生姓名:指导教师:设计时间:2010.12.20-2010.12.31电气工程学院电力电子电路仿真课程设计说明书摘要在计算机、消费产品等多电源供电的系统中,BUCK型DC/DC变换器有着很普遍的应用。它的输出电压等于或小于输入电压,并且是一种单管非隔离直流变换器。开关管、二极管、输出滤波电容和输出滤波电感构成了它的主电路。BUCK变换器实现零电流开通的方法很多,但目前使用较为广泛的为ZCS-PWM
2、技术。本文首先分析了典型BUCK主电路,用Pspice软件进行仿真,分析各个器件的波形和功耗,然后用引入一典型的ZCS-PWM变换器,并对新型变换器进行了仿真验证。结果显示,改进的变换器较典型的变换器有更高的工作效率。关键词:Pspice软件仿真BUCK变换器ZCS-PWM技术电力电子电路仿真课程设计说明书目录第一章Buck变换器原理与参数设计-----------11.1buck主电路工作原理-------------11.2工作过程分析-----------------11.3Buck变换器参数设计
3、-------------21.3.1Buck变换器性能指标-----------21.3.2Buck变换器主电路设计----------3第二章Buck变换器仿真---------------52.1Buck变换器仿真参数及指标----------52.2Buck变换器仿真电路图------------62.3Buck变换器开环仿真结果及分析--------6第三章软开关的设计与仿真-------------183.1ZCS-BUCKPWM电路原理------------183.2零电流开关仿真波形-
4、-------------19总结-----------------------23参考文献----------------------23电力电子电路仿真课程设计说明书第一章Buck变换器原理与参数设计1.1buck主电路工作原理BUCK变换器又称降压变换器或串联开关变换器,其电路组成如图1.1所示,它由一个电子开关M1,二极管D1,电感L1,电容C1和一个负载电阻R1构成。如果让开关M1周期性导通、关断,对输入电压V1进行斩波,在二极管两端可以得到一连串方波电压Vd(如图2.1)。经过串联电感电路的
5、滤波,在输出端就可以得到平稳的直流输出电压Vr(如图2.1)了。控制开关M1开通和断开的比例,就可以对输出电压进行控制。它是一种对输入电压进行降压变换的直流斩波器,即输出电压低于输入电压。(3)输出电压中纹波电压与输出电压比值小到允许忽略。图1.1Buck变换器典型电路1.2工作过程分析当主开关M1导通,如图1.2所示,im=流过电感线圈L,电流线性增加在负载R上流过电流Io,两端输出电压Vr,极性上正下负。当im>i。时,电容在充电状态。这时二极管D承受反向电压而截止。经时间D1Ts后,如图1.3所示
6、主开关M1截止,由于电感L中的磁场将改变L两端的电压极性,以保持其电流不变。负载两端电压仍是上正下负。在
7、:图1.4BUCK在连续模式下的工作波形图1.3Buck变换器参数设计1.3.1Buck变换器性能指标l输入电压:Vin=48VDCl输出电压:Vout=24VDC;22电力电子电路仿真课程设计说明书l输出功率PW=96Wl开关频率:fs=100KHz。l输出电压纹波小于1%1.3.2Buck变换器主电路设计1占空比D根据Buck变换器的性能指标要求及Buck变换器输入输出电压之间的关系求出占空比为:2滤波电感Lf通过分析可知电感电流的脉动分量就是滤波电容的充、放电电流。因此,电感电流的波动越小,则滤波
8、电容的充、放电电流也越小,输出电压的纹波也就越小。为了方便选取滤波电感的数值,我们用来描述电感电流相对波动情况:在0-1的范围内取值。=1对应电感电流的临界点。越小说明电感电流的波动越小,输出的纹波电压也自然小。这样利用上式可以得出具有指定的电感电流脉动程度下的输入电感的计算公式:根据上式计算如下:(1)临界电感:参数取值:R=6,D=0.5,=1,fs=100KHZ(2)连续电感(电感波动度取0.2):参数取值:R=6,D=0.5,=0.
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