基于PD控制方式的5A开关电源MUITISIM仿真研究.docx

基于PD控制方式的5A开关电源MUITISIM仿真研究学院：电光学院专业：电气工程及其自动化班级：一 绪论　　BUCK变换器又称降压变换器、串联开关开关?的供应商稳压电源电源?的供应商、三端开关型降压稳压器降压稳压器?的供应商。Buck变换器是一种结构比较简单，应用十分广泛的DC/DC降压变换器，也越来越多地应用在许多大功率电压变换场合。因此，对其可靠性和可维护性的要求也越来越高。 　　二 实验目的(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的计算；(3) 学会使用Multisim仿真软件对所设计的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的仿真技术;(5)学会分析系统的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)：10V；输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：5A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz。四 主电路功率的设计buck 电路图Buck主电路 滤波电容参数计算 输出纹波电压只与电容的大小及有关:将，代入得C与Rc的乘积趋于常数，约为。本例中取为则：滤波电感参数计算 由基尔霍夫电压方程，可知开关管S闭合与导通状态输入电压与输出电压满足以下关系：假设二极管的通态压降，电感L中的电阻压降，开关管S的导通压降。所以经计算可得：负载电阻用Multisim软件参数扫描法验证：输出电压电流纹波输出电流纹波输出电压纹波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锯齿波幅值为Vm=1.5V，采样电阻,由此可得采样网络传递函数：用matlab画出的伯德图：程序：G0(S)num=[1.5*10^(-4) 2];den=[3.7*10^(-8) 2.5*10^(-5) 1];H=tf(num,den);bode(H);[mag,phase,w]=bode(H);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w);margin(H);display(pm);display(gm);五、补偿网络的设计：设计步骤步骤1 本设计采用的PD补偿网络进行设计，PD补偿网络的电路图如图所示PD补偿网络其传递函数为：,,步骤2 确定补偿网络的参数。为了提高穿越频率，设加入补偿网络后开环传递函数的穿越频率fc是开关频率fs的五分之一,即: KHz设相位裕度极点频率 Hz零点频率 Hz补偿网络要求频率：补偿网络极点频率：令S=0，根据上面计算，可绘出PD补偿网络传递函数GC(s)的波特图如图6所示，Gc(s)num=[95.7*2.41*10^(-5) 95.7];den=[2.65*10^(-6) 1];H=tf(num,den);bode(H);[mag,phase,w]=bode(H);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w);margin(H);display(pm);display(gm);整个系统的传递函数为：num=[2];den=[0.000000037 0.000025 1];g0=tf(num,den);bode(g0);margin(g0);hold onnum=[2.3e-3 95.7]; den=[2.65e-6,1];g=tf(num,den);margin(g);hold onnum=[2];den=[0.000000037 0.000025 1];f=tf(num,den);num=[2.3e-3 95.7]; den=[2.65e-6,1];g=tf(num1,den1);num2=conv(num,num1);den2=conv(den,den1);margin(num2,den2)步骤3 补偿网络电路中的参数计算设R1=R2=30K，由上式可得：R0=0.63K，R3=1.85K，C1=1.43nF（注:在实际电路中，取：R0=0.7K，R3=2K，C1=1.5nF）由于，有20%~100%的负载扰动，六 总电路图的设计6.1满载运行（1）总电路图的设计图（2）总电路的仿真图（3）输出电压纹波由图可见，加入补偿网络后，输出电压稳定在5V左右。（4）输出电流纹波6.2突加突卸80%负载（1）总电路图的设计图总电路图设计采用Multisim软件。Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。七 心得体会课程结束是以大报告的形式作为结束的。通过自己学习软件的