PD控制方式的1A开关电源Multisim
转换电源电路设计与应用multisim
转换电源电路设计与应用multisim
电源电路设计是电子工程领域中的一个重要方面，而现代仿真软件如Multisim则为电源电路的设计和应用提供了更为便捷和高效的工具。本文将介绍如何使用Multisim进行电源电路设计与应用，并探讨其中的一些关键要点。
在进行电源电路设计时，我们需要明确电源电路的功能和性能要求。比如，我们需要确定电源电路的输出电压、电流、稳定性等参数。在Multisim中，我们可以通过选择合适的器件和元件，进行电路的搭建和仿真，从而验证电路设计的正确性和可靠性。
在Multisim中，我们可以利用各种元件模型和仿真工具来进行电源电路的设计和分析。比如，我们可以使用不同类型的电源模块、电容、电阻、二极管等元件，来构建各种类型的电源电路，如稳压电路、升压电路、降压电路等。通过仿真工具，我们可以对电路进行参数调节和性能优化，以满足电源电路设计的需求。
在Multisim中，我们还可以进行电源电路的性能分析和波形显示。通过仿真结果，我们可以观察电路中各个元件的电压、电流波形，了解电路的工作状态和性能表现。这有助于我们对电源电路的设计进行优化和改进，以提高电路的稳定性和效率。
Multisim还提供了丰富的实验样例和教学资源，帮助用户快速上手并掌握电源电路设计与应用的基本原理和方法。通过实验样例的学
习和仿真实践，我们可以更好地理解电源电路的工作原理和设计技巧，为实际项目的应用奠定坚实的基础。
总的来说，Multisim作为一款功能强大的电路设计与仿真软件，为电源电路的设计与应用提供了便捷和高效的工具。通过合理利用Multisim的各种功能和资源，我们可以更好地进行电源电路的设计、分析和优化，从而实现电源电路在实际应用中的稳定、可靠和高效工作。希望本文对您在电源电路设计与应用Multisim方面有所帮助，谢谢阅读！
基于i控制方式的a开关电源mulisim仿真研究大学论文-V1
基于i控制方式的a开关电源mulisim仿真
研究大学论文-V1
基于i控制方式的a开关电源mulisim仿真研究
摘要：
本文主要探讨在i控制方式下，a开关电源的mulisim仿真研究。通过理论分析和仿真实验，验证i控制方式在a开关电源中的可行性和优良性能。
关键词：i控制方式，a开关电源，mulisim仿真，可行性和优良性能
一、研究背景
a开关电源作为一种常见的电源电路，其性能和效率一直是电子工程师们研究的热点。在现代科技的大力推动下，多种控制方式的出现和应用使得a开关电源的效率和性能得到了极大的提升。i控制方式是其中一种常见的控制方式，其特点是反馈电流信号来控制开关管的导通时间。本文将围绕i控制方式下的a开关电源进行mulisim仿真研究，探讨其可行性和优良性能。
二、研究内容
1. a开关电源原理及i控制方式的概述
a开关电源原理是将输入交流电转换成高频交流电，再通过变压器变成低电压直流电，最后通过输出滤波电路得到稳定的直流电。i控制则是在a开关电源中将反馈的电流信号与设定的电流进行比较，控制开关管的导通时间来实现直流电的稳定输出。
2. i控制方式下的a开关电源mulisim仿真模型设计
利用mulisim软件，建立i控制方式下a开关电源的仿真模型，包括输入电路、开关管控制电路、输出滤波电路等，设置各项参数和仿真条件，进行仿真实验。
3. 计算和分析仿真结果
通过mulisim仿真得到的波形图和各项数据进行计算和分析，从输出电压波动、负载变化、效率等多个方面验证i控制方式下的a开关电源性能。
三、研究结果
基于multisim开关电源的仿真设计
1•技术指标
输入电压：DC +10V
输出电压：DC +5VBiblioteka Baidu
最大输出电流：10A
输出电压纹波峰峰值：+30mV
输出精度：1%
2•“黑箱”预先估计
输出功率：5V*10A=50W(max)
输入功率：Pout/Nest= 50W/0.90=55.56W
KC017-1
4
2006
题 目基于multisim开关电源的仿真设计
专
业
电气工程及其自动化
姓
名
周大伟
班
级
0 2电三
指导教师
许泽刚
起止日期
06319-0632
2006年03月31日
1.课题简介3
2.课题的来源与现状3
2.1课题的来源3
2.2课题的现状3
3.设计要求及工作内容4
3.1设计要求4
3.2工作内容4
L = (Vin-Vout)(1- Vout/Vin)/(1.1Ioutfsw)
=(10V-5V)(1-5/10)/(1.1*2.0A*100KHZ)
= 11.4 uH
Vin—输入电压最大值;
Vout---输出电压；lout---最小负载电流；fsw---工作频率。
基于multisim开关电源的仿真设计
KC017-1 2006 届毕业设计开题报告
题目基于multisim开关电源的仿真设计
专业电气工程及其自动化
姓名周大伟
班级0 2 电三
指导教师许泽刚
起止日期06.3.19-06.3.2
2006年03 月31日
（2）熟悉Multisim仿真软件；
（3）进行方案比较，确定简便、可行的方案。
（4）绘制BUCK主电路和控制电路，并完成闭环参数的设计；（5）采用参数扫描法设计滤波电感；
（6）采用Multisim仿真软件进行仿真设计；
（7）撰写毕业论文，准备答辩；
4.设计方案及其技术路线
4.1BUCK变换器设计
此设计分为BUCK主电路和闭环控制电路两部分的设计，且采用Multisim仿真软件进行仿真设计。本开关电源设计采用Buck（降压）电路，Buck 变换器是最基本的PWM变换器主电路拓扑之一。图1是BUCK 变换器电路。
图1 降压（Buck）变换器电路
主要的设计步骤为：主电路选型（Buck电路），“黑箱”计算，输出滤波电路设计（滤波电感设计和滤波电容的确定），开关器件及二极管的设计,控制电路的设计等等。具体设计路线如下：
1.技术指标
输入电压：DC +10V
注：开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师的指导下，由学生填写，经导师签署意见及系部审核后生效。
开关电源 之BUCK变换器工作原理及Multisim实例仿真
4
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
Author: Jackie Long
Vo
纹波峰峰值
平均值
t 0
纹波即上图所示的输出电压波动成分的峰峰值，自然是越小越好。要降低纹波有很多途 径，增大电感量或电容量就是常用的途径之一，电感量或电容量增加后，充放电速度（时间 常数增大）都会下降，相应的纹波峰峰值也会下降，如下图所示：
理想的 MOS 管在工作时（即导通或截止）的压降及流过其中的电流应如下图所示：
9
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
DS
Author: Jackie Long
D
其中，VDS 表示 MOS 管两端的压降，而 ID 表示流经 MOS 管的电流，在任意时刻，VDS 与 ID 都会有一个参数为 0，因此消耗的功率 P=U×I 也应当是 0，但是实际 MOS 管的开关与 闭合都是需要过渡时间的，真实的开/关状态如下图所示：
为了进一步提升稳压电路中的转换效率，提出用处于开关状态的调整管来代替线性电源 中处于线性状态中的调整管，而 BUCK 变换器即开关电源基本拓扑之一，如下图所示：
1
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
基于PID控制方式的A开关电源Multisim(完整资料)
基于PID控制方式的A开关电源Multisim(完整资料）
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基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
仿真研究
学院：电光学院
专业：电气工程及其自动化
班级：
姓名：
学号:
目录
1。引言4
2.基于PID控制方式的Buck电路的综合设计4
2.1设计指标4
2。2 Buck主电路的参数设计5
2。3用Multisim软件参数扫描法计算6
3．PID补偿网络设计10
3.1主电路直流增益计算10
3。2补偿网络的设计：控制方式为PID。11
3.3变换器传递函数及波特图14
4。 Buck变换器的负载突加突卸仿真15
4.1总电路图的设计如图15
4。2突加突卸80％负载17
5。小结19
参考文献19
1。引言
开关调节系统常见的控制对象,包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定,需要引入一个负反馈。粗略的讲,只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。例如,已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度,则又会使系统出现振荡。所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧,设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
基于某PID控制方式的9A开关电源Multisim
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
仿真研究
学院：电光学院
专业：电气工程及其自动化
班级：
：
学号：
目录
1.引言 (3)
2.基于PID控制方式的Buck电路的综合设计 (3)
2.1设计指标 (3)
2.2 Buck主电路的参数设计 (4)
2.3用Multisim软件参数扫描法计算 (5)
3．PID补偿网络设计 (8)
3.1主电路直流增益计算 (8)
3.2补偿网络的设计：控制方式为PID (9)
3.3变换器传递函数及波特图 (11)
4. Buck变换器的负载突加突卸仿真 (12)
4.1总电路图的设计如图 (12)
4.2突加突卸80%负载 (14)
5. 小结 (15)
参考文献 (15)
1.引言
开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。PD控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利，但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后，是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。本文中介绍基于PID控制器的Buck电路设计。
基于PD控制方式的7A开关电源PISM仿真研究
常州工学院
基于PD控制方式的7A开关电源PISM仿真研究
学院：电气与光电工程学院
专业：电气工程及其自动化
班级：
0引言
开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源。它以小型、高效、轻量的特点被广泛应用于各种电子设备中。开关电源控制部分绝大多数是按模拟信号来设计和工作的，其抗干扰能力不太好，信号有畸变。开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求。
1.Buck变换器主电路设计
1.1技术指标
）：10V
输入直流电压（V
I N
输出电压（V
）：5V
O
）：7A
输出电流（I
N
输出纹波电压（V
）：50mV
r r
）：1.5V
基准电压（V
r e f
）：100KHZ
开关频率（f
s
1.2 Buck主电路
图1 Buck主电路
1.3主电路个参数计算
1.3.1滤波电容参数计算
输出纹波电压只与电容C 的大小以及用量有关：
但C 与R C 的乘积趋于常数,约为50～80µΩ·F 。本例中取为71.42µΩ·F 。由式( 1) 可得：
1.3.2滤波电感参数计算
根据基尔霍夫电压方程,可知开关管S 闭合与导通状态输入电压和输出电压满足如下关系:
）（3T i L V V V OFF
L
D L O ∆=
++ 假设二极管通态压降V D =0.5V ，电感L 中的电阻压降V L =0.1V ，开关管S 导通压降V ON =0.5V 。
ON
T L
2.05.35.01510=
=--- ON
S T L
-=
=++μ102.06.55.01.05
由 f
T T off on 1
=+，解得T O N =6.15µs，电感串联电阻L R =0.71Ω,L=107.625µH。
基于Multisim10的高品质开关稳压电源的设计与仿真(2021年整理)
基于Multisim10的高品质开关稳压电源的设计与仿真(word版可编辑修改) 编辑整理：
尊敬的读者朋友们：
这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（基于Multisim10的高品质开关稳压电源的设计与仿真(word版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为基于Multisim10的高品质开关稳压电源的设计与仿真(word版可编辑修改)的全部内容。
［摘要］稳压电源是实现电源转换和电力输送的重要设备.当今时代,农业，能源，交通,通信和电力行业等领域发展迅速,同时也对电源提出了更高的要求，如节能,轻便，节材,环保,安全，可靠等方面.这就使得电源工作者不断追求探索相关的技术，做出更好的电源产品，以满足各行各业的需求。开关电源是一种新型电源设备，相比传统的线性电源，它的科技含量高，低能耗，使用方便，并取得了良好的经济效益.
本文介绍了开关电源的工作原理、各种工作方式,它的长处和短处，设计方法以及开关电源未来设计方向，并在此基础上,对开关电源进行设计。设计分成三个模块，即辅助电源模块， PWM控制模块和升压电路部分，其中PWM控制模块为本电路的核心。确定电路设计方案后，使用Multisim 10对电路进行仿真，并对电路参数进行优化配比，力图使电路脉动小,输出电压是稳定、范围可调，从而达到设计的要求。[关键词] 开关电源，脉宽调制，稳压，Multisim 10
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim【范本模板】
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
仿真研究
学院：电光学院
专业：电气工程及其自动化
班级:
姓名：
学号：
目录
1。引言 (4)
2。基于PID控制方式的Buck电路的综合设计 (4)
2。1设计指标 (4)
2。2 Buck主电路的参数设计 (5)
2.3用Multisim软件参数扫描法计算 (6)
3．PID补偿网络设计 (10)
3。1主电路直流增益计算 (10)
3.2补偿网络的设计：控制方式为PID。 (11)
3.3变换器传递函数及波特图 (14)
4。 Buck变换器的负载突加突卸仿真 (15)
4。1总电路图的设计如图 (15)
4。2突加突卸80％负载 (17)
5。小结 (19)
参考文献 (19)
1。引言
开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈.粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的.但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了.例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度,则又会使系统出现振荡.所以,开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求,这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性.
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分(PD）、比例—积分—微分(PID)等三种类型.PD 控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利,但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后,是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点,可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。本文中介绍基于PID控制器的Buck电路设计。
基于PD控制方式的2A开关电源的Multisim仿真设计
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY
基于PD控制方式的2A开关电源的Multisim仿真
学院：电气与光电工程学院
专业：电气工程及其自动化
：
班级：
学号：
目录
一绪论 (4)
二实验目的 (4)
三实验要求 (4)
四主电路功率的设计 (4)
4.1buck 电路图 (5)
4.2用Multisim软件参数扫描法计算 (5)
五补偿网络设计 (7)
5.1原始系统的设计 (7)
5.2补偿网络的设计：控制方式为PD (8)
六负载突加突卸 (13)
6.1满载运行 (13)
6.2突加突卸80%负载 (15)
七心得体会 (16)
附：参考文献 (17)
一绪论
随着电子技术的不断发展对电源的要求也不断的提高，开环的电源应该说早就不能满足要求，无论是在输出参数的精度还是抗干扰能力方面都比不上闭环控制系统。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。本文将通过Multisim用实例来研究PD控制器的调节作用。
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；
基于PID控制方式的4A开关电源-multisim仿真
基于PID控制方式的4A开关电源
Multisim仿真研究
学院: xxxxx
专业：xxxxxxxxxx
班级：xxxxxx
姓名：xxx
学号：xxxxxx
时间：xxxxxx
引言
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM ）控制IC 和MOSFET 构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，开关电源向高频化、小型化发展。在开关电源中，变换器占据着重要地位。Buck 变换器是最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥。本文就是对Buck 变换器的主电路、控制方式以及补偿电路进行设计研究仿真，得出波特图和负载的电压电流仿真（控制方式为PID ，负载电流为4A ，仿真软件为Multisim ）。
1．主电路设计
1.1 主电路参数 输入直流电压V in =15V 输出直流电压V 0=5V 输出电流I N =4A 输出电压纹波V rr =50mV 基准电压V ref =1.5V 开关频率f s =100kHz 。
图1 Buck 主电路
1.2主电路参数计算 ①滤波电容参数设计如下：
输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关，即
Ω=⨯===∆.5m 624
.2050.20V rr V rr Rc I i N L
由于电解电容生产厂家很少给出ESR ，而且ESR 随着电容的容量和耐压变化很大，但是C 与RC
的乘积趋于常数，约为50~80F *Ωμ，故
F 100062.5m F
.562Rc Rc C C μμ=Ω
PD控制方式的10A开关电源PISM
基于PD控制方式的10A开关电源PISM仿真研究
学院：电气与光电工程学院
专业：电气工程及其自动化
班级：
1、绪论
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成，大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。电源是组成各种电子设备的最基本部分，每个电子设备均会要求有一个稳定可靠的直流电源来供给设备的各种信号处理电路的直流偏置，以期达到各信号处理电路能稳定可靠的工作。由于计算机技术突飞猛进的发展，数字信号的控制和处理显示出越来越多的优点：便于计算机处理和控制，避免模拟信号传递畸变失真，减少杂散信号的干扰，软件调试方便等。例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例-积分（PI）、比例-微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。本次实验是以PD控制下的开关电源PSIM仿真。
2.Buck变换器主电路设计
图2.1 Buck主电路图
2.1技术指标：
输入直流电压(IN V )：10V ； 输出电压(O V )：5V ； 输出电流(N I )：10A ； 输出电压纹波(rr V )：50mV ； 基准电压(ref V )：1.5V ； 开关频率(s f )：100kHz
基于multisim开关电源的仿真设计
KC017-1 2006 届毕业设计开题报告
题目基于multisim开关电源的仿真设计
专业电气工程及其自动化
姓名周大伟
班级0 2 电三
指导教师许泽刚
起止日期06.3.19-06.3.2
2006年03 月31日
（2）熟悉Multisim仿真软件；
（3）进行方案比较，确定简便、可行的方案。
（4）绘制BUCK主电路和控制电路，并完成闭环参数的设计；（5）采用参数扫描法设计滤波电感；
（6）采用Multisim仿真软件进行仿真设计；
（7）撰写毕业论文，准备答辩；
4.设计方案及其技术路线
4.1BUCK变换器设计
此设计分为BUCK主电路和闭环控制电路两部分的设计，且采用Multisim仿真软件进行仿真设计。本开关电源设计采用Buck（降压）电路，Buck 变换器是最基本的PWM变换器主电路拓扑之一。图1是BUCK 变换器电路。
图1 降压（Buck）变换器电路
主要的设计步骤为：主电路选型（Buck电路），“黑箱”计算，输出滤波电路设计（滤波电感设计和滤波电容的确定），开关器件及二极管的设计,控制电路的设计等等。具体设计路线如下：
1.技术指标
输入电压：DC +10V
注：开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师的指导下，由学生填写，经导师签署意见及系部审核后生效。
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim.doc
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
. .基于PID控制方式的9A开关电源Multisim仿真研究学院：电光学院专业：
电气工程及其自动化班级：
姓名：
学号：
word教育资料目录1.引言32.基于PID控制方式的Buck 电路的综合设计3 2.1设计指标3 2.2 Buck主电路的参数设计4 2.3用Multisim软件参数扫描法计算53．PID补偿网络设计8 3.1主电路直流增益计算8 3.2补偿网络的设计：
控制方式为PID. 9 3.3变换器传递函数及波特图114. Buck 变换器的负载突加突卸仿真12 4.1总电路图的设计如图12 4.2突加突卸80%负载145. 小结15参考文献151.引言开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。
为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。
例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；
相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。
所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-电光学院专业：
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
基于PID控制方式的9A开关电源Multisim
仿真研究
学院：电光学院
专业：电气工程及其自动化
班级：
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1.引言 (3)
2.基于PID控制方式的Buck电路的综合设计 (3)
2.1设计指标 (3)
2.2 Buck主电路的参数设计 (4)
2.3用Multisim软件参数扫描法计算 (5)
3．PID补偿网络设计 (8)
3.1主电路直流增益计算 (8)
3.2补偿网络的设计：控制方式为PID (9)
3.3变换器传递函数及波特图 (11)
4. Buck变换器的负载突加突卸仿真 (12)
4.1总电路图的设计如图 (12)
4.2突加突卸80%负载 (14)
5. 小结 (15)
参考文献 (15)
1.引言
开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。PD控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利，但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后，是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。本文中介绍基于PID控制器的Buck电路设计。
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基于PD控制方式的1A开关电源Multisim
仿真研究
学院：电气与光电工程学院
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班级：
引言
开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源。它以小型、高效、轻量的特点被广泛应用于各种电子设备中。开关电源控制部分绝大多数是按模拟信号来设计和工作的，其抗干扰能力不太好，信号有畸变。开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求。
1.Buck 变换器主电路设计
1.1技术指标
输入直流电压（V IN ）：10V 输出电压（V O ）：5V 输出电流（I N ）：1A 输出纹波电压（V rr ）：50mV 基准电压（V ref ）：1.5V 开关频率（f s ）：100KHZ
图1 1.2主电路各参数计算 滤波电容参数计算
输出纹波电压只与电容C 的大小以及用量有关 （1）Ω=⨯=⨯=∆=
m I V i V R N rr L C 2501
2.050
2.0rr 但C 与R C 的乘积趋于常数,约为50～80µΩ·F 。本例中取为75µΩ·F 。由式( 1) 可得：
-375F
C=
=300F
25010μμΩ⋅⨯Ω
1.3滤波电感参数计算
根据基尔霍夫电压方程,可知开关管S 闭合与导通状态输入电压和输出电压满足如下关系:
）（3T i L V V V OFF
L
D L O ∆=
++ 假设二极管通态压降V D =0.5V ，电感L 中的电阻压降V L =0.1V ，开关管S 导通压降V ON =0.5V 。 ON
T 2
.0L 4.45.0-1.0-5-10⨯=
= ON
T s -⨯==++μ102
.0L 6.55.01.05
由 f
T T off on 1
=
+，解得T ON =5.6µs，L=123.2µH。 1.4采用参数扫描法，对所设计的主功率电路进行仿真 输出电压和电流以及输出纹波如下： 当L=113.2uH 时
图2
）（2T i V -V -V -V ON
L
ON
L O IN ∆
=
图3 当L=123.2uH时
图4
图5 当L=133.2时
图6
图7
当L=123.2µH 时，电感电流在0.90～1.10之间脉动，符合Δi L ≤0.2I N =0.2。
2.控制方案及参数设计
2.1原始回路有关计算
1.采用小信号模型分析方法可得Buck 变换器原始回路增益函数()S G 0为：
()()()LC
s R L s sCR V s H V s G C IN m 20111
+++••=
假设PWM 锯齿波幅值m V =1.5V ，x R =3ΩK ，y R =1.3ΩK ，由此可得采用网络传递函数 ()3.0=s H ，原始回路直流增益4.200==G A 。计算如下：
()3.03
.133.1≈+=+=y x y R R R s H ()()
12
263
66
6-26
-3
60103002.1231064.24110250103001210300102.1235
102.123110250103001103.05
.11
-------⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+•
=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+•
•=s s s s s s s G ()200=G
极点频率Hz LC
f p 85.82710
300102.12321
216
6
0=⨯⨯⨯=
=
--ππ
根据原始系统的传递函数可以得到的波特图如图所示，MATLAB 的程序如下
num=[2];den=[3.696e-8 24.64e-6 1];g=tf(num,den);margin(g);
图8
2.2补偿网络设计 2.2.1 PD 补偿网络电路图
图9
PD 补偿网络传递函数为：
-40-20
20
40
M a g n i t u d e (d B )10
10
10
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf Hz) , P m = 6.36 deg (at 1.43e+003 Hz)
Frequency (Hz)
()p
z
C C s
s
G s G ωω+
+
•
=110 ，p c Z ωωω<<
0210R R R G C +-= ， 1
31
C R p •=ω ， ()1321//1C R R R z +=ω
PD 补偿网络的传递函数可以得到的波特图如图8所示，MATLAB 的程序如下：
num=[174.08e-5 56.52];den=[3.653e-6 1];g=tf(num,den);margin(g);
图10
2.2.2 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c f =（
101～5
1
）s f ，设 KHZ KHZ f f s c 1510020
3
203=⨯==
，相位裕度控制在50º～55º。 设相位裕度οϕ52=m ，PD 补偿网络的零、极点频率计算公式为：
KHz f f m m c
z 165.552sin 152sin 115sin 1sin 1=+-⨯=+-=ο
ο
ϕϕ
3540
45
50
55
M a g n i t u d e (d B )10
10
10
10
10
30
60
P h a s e (d e g )
Bode Diagram Gm = Inf , P m = Inf
Frequency (Hz)