计算机仿真Buck电路的设计与仿真结题报告实验四

《计算机仿真Buck电路的设计与仿真结题报告实验四》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、BeijingJiaotongUniversityBuck电路的设计与仿真结题报告姓名：TYP班级：电气0906学号:09291183指导老师：牛利勇完成日期：2012.5.12一、Buck电路设计1、实验内容设计一降压变换器，输入电压为20V,输出电压5V,要求纹波电压为输出电压的0.5%,负载电阻10欧姆，求工作频率分别为10kHz和50kHz时所需的电感、电容。比较说明不同开关频率下，无源器件的选择。2、实验步骤(1)工作频率为10kHz时，①主开关管可使用MOSFET,开关频率为10kHz；②输入20

2、V,输出5V,可确定占空比D二25%；③根据如下公式选择电感L』iR。丄盼叭丄“75X10"C2$210000这个值是电感电流连续与否的临界值，L>&•则电感电流连续，实际电感值可选为1・2倍的临界电感，可选择为4.5X10"4//;④根据纹波的要求和如下公式计算电容值c/）（i-Q）严8LAt/0$=4.17x10'4F5x（1-0.25）18x4.5x10'4x0.005x5100002(2)工作频率为50kHz时,①主开关管可使用MOSFET,开关频率为50kHz；②输入20V,输出5V,可确定占空比D

3、尸25%；③根据如下公式选择电感(1-DJ/?(l-0.25)xl0x1=0.75x10-4Hc25250000这个值是电感电流连续与否的临界值，L>Lc则电感电流连续，实际电感值可选为1.2倍的临界电感，可选择为0.9X10-4//;C=U°Q-D()t28£At/0'④根据纹波的要求和如下公式计算电容值=0.833xIO'4F5x(1-0.25)18x0.9x10_4x0.005x55000023、实验结果分析：在其他条件不变的情况下，若开关频率提高n倍，则电感值减小为1/n,电容值也减小到1/n。从上面

4、推导中也得出这个结论。二、Buck电路仿真(10kHz)1、实验内容利用simpowersystems中的模块建立所设计降压变换器的仿真电路。输入电压为20V的直流电压源，开关管选MOSFET模块(参数默认)，用PulseGenerator模块产生脉冲驱动开关管。分别做两种开关频率下的仿真。2、实验步骤(1)使用理论计算的占空比，记录直流电压波形，计算稳态直流电压值，计算稳态直流纹波电压，并与理论公式比较，验证设计指标。ULSOO9«1主电路由20V直流电源，开关管，稳流电感，滤波电容，负载电阻和反向续流二极

5、管组成，其中开关管由一个占空比为25%,周期为0.0001s的脉冲信号控制，电感、电容和电阻的大小按照第一部分计算结果来设置。同时将电感的电流、电压和电阻的电压设为measurements的量，通过Multimeter模块输出到示波器上，以便观察波形。在输出电压的信号上并联一个测平均值的模块，仿真时间设为0.Iso具体连接图和元件设置如下图所示（稳态直流电压值为4.399V）：Continuouspov«rguiMultimeterUoiTiDJUIPulMG#n

6、et•[20V»1MeanValueSoop«Display”SourceBlockParameters:PulseGenerator■BlockParameters:LSeriesRLCBranch(mask)(link)ImplementsaseriesbranchofRLCelements.UsetheFBranchtype'parametertoaddorremoveelementsfromthebranch.ParametersrBranch

7、type:L、Inductance(H):4・5e-4口SettheinitialinductorcurrentMeasurementsBranchvoltageandcurrent■

8、節]

9、Cancel][flglp[£pply€BlockParameters：SeriesRLCBranch2XJSeriesRLCBranch(mask)(link)ImplementsaseriesbranchofRLCelements.Usethe'Branchtype"parametertoaddorremoveele

10、mentsfromthebranch.ParametersBranchtype:RResistance(Ohms):MeasurementsBranchvoItageOK]

11、Cancel][Help][Apply直流电压整体波形如下所示:计算稳态直流纹波电压：利用Matlab菜单栏的"Desktop”中选中“Workspace”,并将命名为buck的数据组打开，观察直流电压瞬时值。通过这些数值可以看