Buck变换器仿真设计报告.doc

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1、Buck变换器仿真设计报告1设计要求输入电压：30-60VDC（额定48V）输出性能：–Vout24VDC–Vout(p-p)<25mV–Iout2A–Iout=0.1A时，电感电流临界连续。其他性能：–开关频率200kHz2变换器设计2.1电路组成2.2主电路参数设计(1)占空比(2)滤波电感0.1A时电感电流临界连续。(3)滤波电容取。取。(4)负载对于阻性负载有。由于Iout=0.1A时，电感电流临界连续。在额定电压、额定占空比下Iout=2A，可求得额定，断续时负载值。2.3闭环反馈设计(1)确定开环传递函数

2、(2)增加检测及调制环节(3)选择补偿环节(4)确定补偿环节参数①截止频率取1/5fs，即fc=40kHz。取R1=1kΩ，R2=270kΩ。②选定K=fc/fz=fp/fc。取K=4。③因此fz=10kHz，得C1=58.95pF，取C1=56pF；fp=160kHz，得C2=3.68pF，取C2=3.6pF。1仿真与分析3.1理想器件开环仿真输入电源用48V理想直流源，开关管用理想MOSFET和额定占空比0.5。续流二极管采用理想二极管。滤波电感、电容均采用理论值。1)电路组成2)额定功率下仿真结果上图为输入48

3、VDC，额定功率下输出电流、电压波形。如图可知，输出电压平均值为23.64V，纹波为20.88mV；输出电流平均值为1.97A，纹波为1.74mA。基本达到设计要求，有略微偏小的原因可能为线路中的压降。1)电流临界连续情形上图为负载240Ω时滤波电感电流波形，可知电流变化为0.0126A~0.1829A，电流即将断续，符合设计要求。3.2闭环设计与仿真1)实际器件电应力开关管的工作频率为200kHz，承受最大应力为60V，选取功率管irf460。续流二极管的工作频率为200kHz，承受最大反向电压为60V，选取二极管

4、esm244_300。2)闭环设计采用滞后校正环节。3)额定功率下仿真结果上图为输入30~60VDC时，输出电压的波形。如图可见，虽然输入电压有变化范围，但是输出电压恒定，实现闭环控制。上图为稳定时输出电流、电压波形。如图可知，输出电压平均值为24.0V，纹波为24.17mV；输出电流平均值为2.0A，纹波为2.013mA，达到设计要求。