基于MATLAB的DC／DC变换器设计与闭环仿真.doc

基于MATLAB的DC／DC变换器设计与闭环仿真 基于MATLAB的DC/DC变换器设计与闭环仿真 郑鹏程,石玉,周立文,谢飞燕 (电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054) 摘要:对DC/DC变换器进行仿真,可更好地指导和改进实际电路的设计调试.但现有仿真软件无闭环仿 真模型,针对DC/DC变换器设计很难进行闭环仿真这一问题,本文利用MATLAB软件的Simulink工具箱,结 合电路特点,给出环路传递函数,搭建了电路闭环仿真模型,模拟了BUCK电路的环路控制,实现了DC/DC 变换器的闲环仿真,为DC/DC变换器的研究与应用提供了理想的工具.同时基于BUCK电路编写了BUCK电 路参数的MAT【JAB设计程序,简化了变换器设计过程. 关键词:DC/DC变换器;MATLAB;闲环仿真;参数设计 中图分类号:TM46文献标识码:B文章编号:1001—3830(20l1)04—0063—04 Designandclosed—loopsimulationofDC/DCconverterbasedonMATLAB ZHENGPeng—cheng,SHIYu,ZHOULi—wen,XIEFei—yan SchoolofMicroelectronicsandSolidElectronics,UniversityofElectronic ScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China Abstract:SimulationofDC/DCconvertermayguideandimprovethedesignanddebuggingofactualcircuits. butthereiSnosimulationsoftwareforclosed.1oopmode1.Consideringthedifficultyofclosed.1oopsimulationofDC/ DCconvener,Inthispaper,combingthecircuitcharacteristicsandgivingthelooptransferfunction,thesimulink toolboxofMATLABwasusedtoestablishtheclosed.loopsimulationmodelforsimulatingtheloopcontrolofBUCK circuitandfulfillingtheloopsimulationofDC/DCconvener,whichofferingallidealtoolfortheresearchand applicationofDC/DCconverter.Meanwhile.MATLABdesignprogramforBUCKcircuitparameterswasgivenbased onBUCKcircuit.simplifyingthedesignofconve~er. Keywords:DC/DCconvener;MATLAB:closed—loopsimulation;parametersdesign 1引言 在DC/DC变换器设计中,经常会用到电路仿 真软件对设计电路进行仿真,指导电路参数设计, 同时存电路调试过程中,利用仿真软件进一步对电 路各参数验证优化. 近年来,随着电子电路仿真技术应用领域的不 断扩展,对仿真技术也不断提出新的要求,如提高 仿真的可靠性和准确性,提高仿真和建模的效率等. 为满足这些需求,…系列的仿真软件相继推出¨J. 在电力电子电路设计软件中,有大家所熟知的 收稿日期:20l008—11修回日期:2011.04—13 通讯作者:郊鹏稃 E—mail:zhengpengchengl987@yahoo.tom.cn 磁性材料及器件2011年8月 OrCAD和Saber,专用领域的仿真软件 MATLABJ.MATLAB在控制回路仿真领域较前 两种有更大的优势,具有强大的数据运算能力,其 电力系统仿真工具箱Simulink可随时创建和修改 自己的模型,利用其线性和非线性器件,传递函数 等对电路进行闭环仿真. 在设计开关电源时,建立仿真模型后,传统的 手工设计工作量大,效率低,而采用MATLAB自 编程序提取仿真模型电路各参数,可提高设计的 准确性,高效性l. 2DC/DC变换器电路与工作原理 图1所示为BUCK型DC/DC变换器电路图.电 路完成把直流电压转换成直流电压的功能. 63 图1BUCK变换器电路 工作过程如下J: 当开关管T导通时,如图2a所示,续流二极 管因反向偏置而截止,电容开始充电,电源通过电 感三向负载传递能量.此时,电感电流fl线性增大, 储存的磁场能量也逐渐增加.负载通过电流,n, 两端