基于BUCK电路的电源设计说明

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基于双向DC-DC电路的Buck 开关稳压电源参考设计

基于双向DC-DC电路的Buck 开关稳压电源参考设计

基于双向DC-DC 电路的Buck 开关稳压电源设计设计要求:(1)输入电压:20VDC ~30VDC (2)输出电压:15VDC ±1% (3)输出额定电流(I orated ):2A (4)最小负载电流(I omin ):0.2A (5)过载保护动作电流:2.2A ~2.5A (6)电源调整率: %5.0U ≤S (7)负载调整率: %5.0I ≤S (8)输出纹波:V 15.0opp ≤∆U 参考设计: 1、主电路设计 (1)滤波电感设计输出最小电流为0.2A ,最大负载阻抗Ω57Lmax =R ,设计此时电感电流临界连续。

当输入电压变化时,占空比变化范围为:75.0max =D 、5.0min =D μH 375)1(21Lmax min 1=-≥T R D L 取 μH 3751=L A 4.0)1(dmaxmin min Lpp1=-=∆fL U D D IA 2.0)1(dminmax max Lpp2=-=∆fLU D D I电感最大峰值电流 A 7.22.05.221Lppmax omax Lmax =+=∆+=I I I 电感电流最大有效值 A 2orated Lrmsmax =≈I I 采用EI28磁芯,电感设计数据如下: 材料: TP3或TP4,最大磁密:T 3.0m =B初级绕组匝数: 1.40m e Lmax==B A LI N 取 41=N 气隙垫层核算: Lmax 0m2NI B ≈⨯δμ 气隙垫层 mm 23.0=δ电感绕制参数:初级绕组线径:ϕ0.35mm 漆包线3股并绕41匝 气隙垫层:3层纸 (2)输出滤波电容设计 μF 8.28)1(opp2min min dmax =∆-≥U Lf D D U C 考虑等效串联电阻影响,电容选择应满足oppmax esr Cmax U R I ∆≤∆,对于大多数铝电解电容,有,电容选择应满足F 10656esr ⋅Ω⨯≈-C R oppmaxCmax61065C ⨯≥U I ∆∆⨯-,由于,有:Lmax Cmax I I ∆=∆F 101736-⨯=15.04.06-⨯1065⨯≥C 取 μF 2201913==C C μF 4718=C(3)主电路开关元件设计MOS 管最大有效值电流 A 7.1max orated VTrmsmax =≈D I I同步整流MOS 管最大有效值电流 A 4.11min orated VTrmsmax =-≈D I I MOS 管选择:额定电流不小于3A ,额定电压不低于100VMOS 管选择:IRF630N 额定电流9.3A 额定电压200V 开通时间:ns 22r don on ≈+≈t t t 关断时间:ns 42f doff off ≈+≈t t t 峰值脉冲电流:A 37sm =I(4)RCD 缓冲电路设计1)电路运行基本条件MOS 管关断时DS 间最高电压U ABmax :V 30dmax ABmax ==U UMOS 管最小占空比D min 或最小导通时间t onmin :5.0min =D , μs 10onmin =t MOS 管最大负载电流I Amax :A 7.2Lmax Amax ==I I MOS 管开关频率f :kHz 50=f μs 20=T MOS 管的关断时间t f :ns 15f =t MOS 管允许最大电压上升率:无要求MOS 管导通允许最大峰值电流I Cpmax :A 37Cpmax =I MOS 管开通允许最大电流上升率:无要求 2)参数设计C s 电容选择:dmin Cf SfAmax 2U U C t I <<= nF 68.0S >>C 电容选取:、额定电压50VnF 2.2S =C 3)R s 参数设计(5分)μs 103onmin S S =≤t C R Ω<152S R Cpmax max A SABmaxI I R U <+ Ω>9.0S RW 05.0212ABmax S R =≥U fC P R s 电阻选取:20Ω 0.25W4)二极管选择MOS 管额定电流:A 7.1VTrms ≈I VD s 额定电流:1057.17.1sa VD ⨯⨯≥k I 取0.2A 左右VD s 额定电压:不小于30V二极管选取:HER102 额定电流1A ,额定电压100V 2、控制电路设计(1)开关频率设置选择SG3525A 控制芯片,由于该芯片为双端输出控制,故电路采用双路脉冲合成模式,主电路采用双向DC-DC 变换电路。

BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现

BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现

BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现一、Buck型DC-DC开关电源的原理Buck型DC-DC开关电源采用PWM(脉宽调制)技术实现降压功率转换。

其基本原理是通过开关管(MOSFET)的开关控制,使电源源电压经过电感产生瞬间高压脉冲,然后经过二极管和电容进行滤波,从而得到较低的输出电压。

1.选取合适的芯片2.电路设计在电路设计中,需要考虑以下关键元件:(1)开关管(MOSFET):选择合适的MOSFET型号,使其能够承受输入电压和输出电流,并具有低导通压降和低开关损耗。

(2)电感:选择合适的电感器件,使其具有足够的电感值,以满足电路的输出电流要求,同时要考虑其饱和电流和电流纹波等参数。

(3)二极管:选用具有较高效率和低电压降的二极管,以减小功率损耗。

(4)滤波电容:选择适当的电容容值和工作电压,以保证输出电压的稳定性和滤波效果。

3.控制电路设计(1)比较器:用于比较输出电压反馈和参考电压,生成PWM信号。

(2)误差放大器:通过调节反馈电压和参考电压之间的差值,实现输出电压的稳定控制。

(3)反馈电路:将输出电压反馈给误差放大器,使其可以实时调节PWM信号。

4.输出过压保护与过流保护为了确保开关电源在异常工作条件下能够保持安全可靠的操作,需要添加过压保护和过流保护电路。

过压保护电路通常通过监测输出电压,当输出电压超过设定阈值时,立即切断开关管的导通。

过流保护电路通过监测输出电流,当输出电流超过设定阈值时,同样会切断开关管的导通。

5.PCB布局与散热设计在设计过程中,需要合理布局电路元件,以减小元件之间的相互干扰,并降低热量产生。

合理进行散热设计,确保开关管和散热器的有效散热,以保证开关电源的稳定工作。

三、BUCK型DC-DC开关电源的测试与调试完成电路设计后,需要进行测试和调试来验证设计的正确性和可靠性。

主要包括以下测试:(1)输入电压测试:测试开关电源在不同输入电压下的输出电压和效率。

(2)输出电压稳定性测试:测试开关电源在稳定工作状态下,输出电压随负载变化的情况。

基于BUCK变换器的LED恒流电源的设计

基于BUCK变换器的LED恒流电源的设计

• 205•LED 照明在现在社会中的应用越加广泛,与传统光源相比,有很多的优良特性,节能高效,是一种新型光源,使用LED 灯照明为了不浪费电能并且能够在小功率下稳定的运行。

因此本文设计了一款基于BUCK 变换器的LED 恒流电源。

控制回路主要是选用峰值电流型控制法,将输出电压通过采样电阻进行分压采样,再将采样的电压送入芯片,在开关管处串一个采样电阻,同时将采样的电流送入芯片,其次电路中加入EMI 滤波。

最后通过实验仿真与原理样机验证稳定小功率电源的可行性。

随着工业的发展,人们对于电能的需求越来越大,所以大肆开采能源,导致环境的污染日益严重,从而对人们的生活造成了一定的影响。

在对小功率电源的使用过程中,当前的电源设备需要经过整流和逆变来得到连续的大频率电源,在此基础上才能以该频率和功率作用于被处理的对象,其体积和功率较大,无法满足现家庭的需求。

在此背景下,如何设计一款小功率的恒流电源成了解决的主要问题。

文献(秦效勇,尚振东.数字技术下小功率电源优化设计仿真研究)提出了一种基于数字技术的小功率电源优化设计方法。

该方法将电源中的市电电压转换时间设置成固定的常数,将电源单体上的任务调度依据电压的下降次数进行调整,消除了换能器谐振频率的漂移现象,完成了对小功率电源优化设计。

该方法效果好,但使用不灵活。

文献(张宁,等.超声波功率对氩弧熔覆一喷射Ti (C ,N )增强镍基复合涂层组织和性能的影响)提出了一种基于反激的小功率电源设计方法。

该方法先依据电源的使用环境,设定输出电源范围,选定超声波变压器磁芯,以此为依据完成对小功率电源设计。

该方法简单,但存在耗费成本较大的问题。

针对上诉情况,提出了一种基于BUCK 变换器的LED 恒流源设计。

该设计具有电压稳定、功率低、使用灵活等特点,可以很好的满足LED 灯的工作要求。

1 主电路的设计1.1 BUCK变换器BUCK 电路一般可以在两种模式下进行工作,一种是电流连续的模式(CCM ),还有一种是电流断续模式(DCM),断续模式下电流会降到0,电流的波形是一种三角形,而在连续模式下,电流不会降为0,电流的波形在这种模式下是呈现一种梯形波。

buck型dc-dc变换器中保护电路的设计

buck型dc-dc变换器中保护电路的设计

buck型DC-DC变换器是一种常见的电源转换器,用于将高压直流电源转换为稳定的低压直流电源,广泛应用于电子设备和通信系统中。

在设计buck型DC-DC变换器时,保护电路的设计至关重要,可以有效保护电路和相关元器件,提高整个系统的可靠性和稳定性。

本文将从保护电路的设计入手,对buck型DC-DC变换器进行深入研究和分析。

1. 保护电路的作用保护电路是buck型DC-DC变换器中的重要组成部分,其主要作用是防止过流、过压、过温等异常情况对电路和元器件造成损坏。

通过及时检测异常信号并采取相应的保护措施,可以有效避免电路的故障和损坏,延长系统的使用寿命。

2. 过流保护电路设计过流是buck型DC-DC变换器中常见的故障情况之一,如果电流超过设定的安全范围,将会对电路和元器件造成严重的损害。

在设计过流保护电路时,需要合理选择电流传感器和保护元件,并设置合适的保护触发门槛。

常用的过流保护电路包括电流限制器、熔断器和过流保护芯片等,通过这些器件的合理组合可以实现对电路的有效保护。

3. 过压保护电路设计过压是另一种常见的故障情况,当输入电压超过设定的安全范围时,将对电路和元器件产生严重的影响。

在设计过压保护电路时,需要考虑输入电压的波动范围和保护触发门槛,并选择合适的过压保护器件进行搭配。

常用的过压保护电路包括过压保护芯片、击穿二极管和电容滤波器等,通过这些器件的合理配置可以有效防止过压对电路的损坏。

4. 过温保护电路设计过温是buck型DC-DC变换器中的另一个重要故障情况,当工作温度超过元器件的最大承受温度时,将会导致电路的失效和损坏。

在设计过温保护电路时,需要合理选择温度传感器和保护器件,并设置适当的保护触发温度。

常用的过温保护电路包括温度开关、热敏电阻和温度保护芯片等,通过这些器件的合理配置可以实现对电路的及时保护。

5. 其他保护电路设计除了上述提到的过流、过压和过温保护电路外,buck型DC-DC变换器的保护系统还需要考虑短路保护、输入欠压保护和输出失稳保护等其他故障情况。

基于BUCK变换器的电源设计

基于BUCK变换器的电源设计

基于BUCK变换器的电源设计BUCK变换器是一种常用的电源设计方案,常用于将高电压转换为低电压供给电路。

它采用了脉宽调制(PWM)技术来有效地控制输出电压和电流,具有高效率和稳定的输出特性。

在进行基于BUCK变换器的电源设计时,需要考虑输入和输出电压、输出电流需求,以及稳定性、可靠性等因素。

下面将详细介绍BUCK变换器的电源设计过程。

首先,确定输入和输出电压。

根据应用需求,需要确定输入电压和输出电压的范围。

输入电压一般由系统电源提供,可以是直流电或交流电,也可以是电池供电。

输出电压则根据应用需求确定,可能是固定值或可调节的。

接下来,计算输出电流。

根据系统中各个组件的功率需求和电流消耗,可以估算出所需的输出电流。

输出电流需要考虑到系统的最大负荷情况,以确保BUCK变换器能够稳定输出所需的电流。

然后,选择合适的BUCK变换器芯片。

根据输入和输出电压、输出电流需求,选择合适的BUCK变换器芯片。

散热设计、开关频率、效率等因素也需要考虑进去。

常见的BUCK变换器芯片有TI的LM2596、ST的LM2596等,可以根据实际需求选择。

接着,设计输入滤波电路。

由于BUCK变换器对输入电压的纹波幅度和频率有一定的要求,因此需要设计输入滤波电路来滤除输入电压中的纹波。

输入滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器,根据输入电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。

然后,设计输出滤波电路。

BUCK变换器输出电压通常存在一定的纹波,为了减小或滤除输出电压的纹波,需要设计输出滤波电路。

输出滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器,根据输出电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。

接下来,进行稳压器设计。

为了保证BUCK变换器输出电压的稳定性,需要设计一个稳压器。

稳压器可以采用反馈控制电路,通过调整PWM宽度来实现对输出电压的精确控制。

稳压器还可以采用放大器、比较器等元件来构成反馈环路,以实现电压稳定。

最后,进行保护电路的设计。

由于BUCK变换器中存在高电压和高电流,还有可能出现过电流、过载、过温等情况,因此需要设计一些保护电路来保证BUCK变换器的正常运行。

Buck电路的设计与参数计算

Buck电路的设计与参数计算

Buck电路的设计与参数计算一、背景、Buck电路,又名降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。

其所用外围器件少,成本低,高能效,同时可以做到小型化,因此在计算机,消费产品等需多电源供电的电子系统中有着广泛的应用。

二、Buck电路拓扑结构主要由一个开关管Q1,二极管D1,电感L,输出电容C组成的Buck变换电路,因此可以看出其电路组成结构简单,器件较少,因而成本较低。

如图2-1所示图2-1Buck电路的基本结构三、Buck工作原理下图3-1为Buck电路开关波形,及其传递函数。

图3-1Buck电路的基本开关波形Vin为输入电压,Vout为输出电压,Fsw为Q1开关频率L为电感元件的电感值L,D为开关导通占空比根据电感元件在一个开关周期内的伏秒特性,可以写出Buck电路的传递函数,如图3-2所示图3-2Buck电路的传递函数计算方法四、控制模式如下图所示为Buck电路常见的两种控制模式。

图4-1为电压控制模式,图4-2为电流控制模式。

实际应用中最常见的是电压控制模式图4-1电压控制模式图4-2电流控制模式对于电压控制模式,以及电流控制模式他们有不同的优缺点,以及不同应用场景。

对于这两张控制模式,现做一个简单的比较电压控制模式:1,响应较慢2,由于存在ESR,有二阶响应作用3,补偿较为困难电流控制模式:1,每周期逐波限流2,一阶系统容易补偿3,快速响应4,容易引起次谐波振荡五、电感的计算当Buck电路处于临界工作模式CRM下,电感值的计算如下。

首先我们来开临界工作模式下,Buck电路的主要波形,如图5-1所示图5-1Buck电路工作在临界条件下的波形假定我们要设计一个输入Vin在8~15V,输出Vout为3.3V,额定工作电流Io=3A,工作频率为500KHZ的Buck电路。

在临界条件下,电感值计算公式如下5-2所示图5-2电感临界值的计算。

通过计算可知,工作在临界条件下,电感值为0.85uH。

BUCK电路方案设计

BUCK电路方案设计

BUCK电路方案设计在电子领域中,BUCK电路是一种非常常见且重要的电路方案。

BUCK电路是一种降压型DC-DC转换器,也被称为降压开关电源。

它通过将输入电压降低到一个较低的输出电压来实现电源调节功能。

BUCK电路的工作原理是,当开关管导通时,输入电压源通过电感和开关管输出到输出电容上,输出电压上升。

当开关管截止时,电感中的能量继续通过电容供应负载,输出电压下降。

通过这种方式,BUCK电路能够稳定地将输入电压变为较低的输出电压。

1.确定输入和输出电压要求:根据具体应用需求确定输入和输出电压范围。

在此基础上,选择合适的开关管和电感。

2.计算工作频率:选择合适的工作频率,一般常见的有几十kHz到几MHz的范围。

工作频率的选择要平衡转换效率和滤波器尺寸。

3.计算电感和电容值:根据输入和输出电压范围,使用以下公式计算电感和电容值:电感值(L)=(输出电压/工作频率)*(输入电压-输出电压)/输出电流电容值(C)=输出电流/(工作频率*最大纹波电压)4.根据负载要求计算开关管的最大电流和功耗:通过确定负载电流以及开关管的最大导通时间和导通电阻,计算开关管的最大电流和功耗。

5.添加反馈控制:为了实现稳定的输出电压,需要使用反馈控制回路。

一般采用PID控制,通过调节开关管的导通时间来实现输出电压的调节。

6.性能评估和优化:通过仿真和实验评估BUCK电路的性能,包括效率、稳定性和纹波等。

根据评估结果进行优化,例如选择更合适的元件、调整控制参数等。

总之,BUCK电路是一种常用且重要的电路方案,适用于很多应用场景。

通过合理的设计和优化,可以实现稳定、高效的输出电压。

在实际应用中,还需考虑元件的选取、温度变化等因素,并根据具体需求进行优化调整,以实现最佳的电路性能。

(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】

(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】

基于Buck变换器的开关电源设计摘要一个高可靠性的电源系统需要大功率宽电压输入范围的DC/DC变换,在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上,选用Buck作为系统的电路拓扑.本文介绍了Buck电路的工作原理,对整个闭环结构进行设计与研究,并附以相关电路图表示。

并选择符合规范的元器件,计算产品的成本.关键词Buck拓扑;DC/DC;开关电源;MC34063第一章概述开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件(MOSFET、三极管等)的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源,具有转换效率高,体积小,重量轻,控制精度高等优点。

1。

1基本要求输入直流9V-12V,输出5V,5W;开关振荡频率40KHz。

1.2方案设计采用MOSFET作为功率转换元件,MOSFET具有压降小,输入电阻高,动态特性好等特点。

控制方案采用集成电路MC34063单路PWM控制芯片,极大简化电路设计。

第二章开关电源输入与控制部分设计2。

1 开关电源工作原理开关电源是指调整管工作在开关方式,只有导通和截止两个状态,图2-1为工作过程。

基准电压为固定值,由于输入波动或负载变化导致输出电压减小,采样电压将减小,经过比较放大后,脉冲调制电路根据这个误差,提高占空比使输出电压增大.同理,当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时,脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小,以此来控制输出电压的稳定。

图2-1 开关电源原理框图2。

2 Buck 调整器的基本工作方式Buck 调整器的基本电路如图2-2所示,晶体管Q1与直流输入电压dc V 串联,通过Q1的开通与关断,在V1处产生方波电压,采用恒频占空比可调的方式(PWM),在V1出产生方波电压,Q1导通时间为on T 。

Q1导通时V1点电压为dc V ,电流通过串接的电感L0流入输出端,Q1关断时,电感L0产生反电动势,使V1点电压迅速下降到0并变负,直至被D1钳位于—0。

8V 。

假设二极管导通压降为0,则V1点电压为矩形波,该方波电压平均值为T T V on dc /。

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计BUCK电路是一种常用的电源设计方案,其原理是通过电感压缩稳定输出电压。

在这篇文档中,我们将深入探讨基于BUCK电路的电源设计。

一、介绍电源设计是电子系统设计中至关重要的一部分。

它确保系统能够以稳定的电压供电,从而保证各个电路元件能够正常工作。

BUCK电路是一种常用的降压型DC-DC转换器,广泛应用于各种电子设备中。

二、BUCK电路原理BUCK电路的基本原理是通过控制开关管的导通时间,将输入电压降低到所需的输出电压。

当开关管导通时,电流从输入电压源流向电感和负载。

当开关管截止时,电流通过二极管回路,从电感中平滑输出。

通过调整开关管导通的时间,可以调整输出电压。

三、BUCK电路的设计要点1.选择合适的元件在设计BUCK电路时,需要选择合适的元件,包括开关管、二极管、电感和电容等。

开关管应具有低导通电阻和快速开关速度,以减少功耗和开关损耗。

二极管应具有低压降和快速恢复特性,以提高效率。

电感应具有合适的自感值和饱和电流,以满足输出电流的需求。

电容应具有足够的容值和频率响应,以提供稳定的输出电压。

2.稳压控制稳压控制是BUCK电路设计中的关键问题。

常见的稳压控制方式有电流模式控制和电压模式控制。

电流模式控制通过对电流变化的反馈控制开关管的导通时间,以稳定输出电流。

电压模式控制则通过对输出电压变化的反馈控制开关管的导通时间,以稳定输出电压。

选择合适的稳压控制模式可以提高系统的稳定性和响应速度。

3.过流保护BUCK电路设计中需要考虑过流保护功能。

过流保护可以防止电流过大导致元件损坏。

常见的过流保护方式包括电流限制和短路保护。

电流限制通过控制开关管的导通时间,将输出电流限制在一定范围内。

短路保护则通过在开关管回路中添加短路检测电路,当输出短路时及时切断开关管的导通。

4.过压保护过压保护是BUCK电路设计中的另一个重要问题。

过压保护可以防止输出电压超过设定值导致元件损坏。

常见的过压保护方式包括电压限制和过压检测。

基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计

基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计

基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计引言:BUCK电路,又称降压电路,是一种常用的DC-DC转换器,可以实现将高电压降低到较低电压的功能。

在电压模式的反馈环路设计中,我们通过对输入电压和输出电压的反馈进行比较和调节,来实现稳定的输出电压。

本文将详细介绍基于BUCK电路的电压模式反馈环路设计的原理和实现。

一、BUCK电路及其工作原理BUCK电路由输入电压Vi、开关管、二极管和输出电压Vo组成。

开关管和二极管周期性地开关应用于电感上的电流,从而实现输入电压的变换和输出电压的降低。

BUCK电路的工作原理如下:1.当开关管开启时,输入电压经过电感传递到输出端,此时电感上产生磁场,存储着能量。

2.当开关管关闭时,存储在电感中的能量被释放,流过负载。

3.通过控制开关管的导通和关闭时间,可以实现对输出电压的调节。

二、电压模式反馈环路的设计原理电压模式反馈环路的设计旨在实现输出电压的稳定性。

其基本原理如下:1.采集输出电压信号:通过反馈电路,将输出端的电压信号转化为对应的电压。

这个电压与跟踪目标电压误差成正比。

2.误差放大器:将误差信号与一个参考电压进行比较,产生一个调节信号。

这个信号控制着开关管的开关时间。

3.脉宽调制器:脉宽调制器根据调节信号,通过调整开关管的导通时间和关闭时间,来控制输出电压的变化。

4.稳定输出电压:根据调节信号的调整,可以保持输出电压的稳定性,实现与输入电压的变化无关的电压输出。

三、BUCK电路电压模式反馈环路设计步骤1.设计输出电压参考电压产生模块:根据需要设计一个能产生参考电压的电路模块。

这个参考电压将用于与输出电压进行比较,产生误差信号。

2.设计误差放大器:误差放大器将输出电压与参考电压进行比较,并放大误差信号。

设计误差放大器的参数时,需要根据系统的要求和输入输出电压的范围来选择合适的参数。

3.设计脉宽调制器:脉宽调制器根据误差放大器的输出,通过调整开关管的开关时间,来实现输出电压的稳定。

buck降压电路设计

buck降压电路设计

buck降压电路设计摘要:1.Buck 降压电路的简介和设计目的2.Buck 降压电路的输出电压和常见系统工作电压3.推荐的芯片方案4.避免局限于特定型号的建议正文:一、Buck 降压电路的简介和设计目的Buck 降压电路,又称为降压稳压电路,是一种基于开关管工作的电源电路。

其主要目的是将较高的输入电压转换为较低的输出电压,以满足不同电子设备的电源需求。

在设计Buck 降压电路时,需要考虑输入电压、输出电压、电流和效率等因素。

二、Buck 降压电路的输出电压和常见系统工作电压Buck 降压电路的输出电压通常为5V、3.3V 等常见系统工作电压。

这些电压是许多电子设备和芯片的典型工作电压,如微控制器、传感器和无线通信模块等。

设计Buck 降压电路时,需要根据具体应用场景选择合适的输出电压。

三、推荐的芯片方案在设计Buck 降压电路时,有许多优秀的芯片可供选择。

除了常见的LM2596 和XL40XX 等型号外,还可以考虑以下芯片方案:1.德州仪器(TI)的LM 系列:如LM2586、LM2596 等,这些芯片具有优秀的性能和稳定性。

2.安森美半导体(ADI)的Power by Linear 系列:如LTC3822、LTC3823 等,这些芯片在效率和负载调整率方面表现出色。

3.美台科技(MPS)的MP 系列:如MP1584、MP1585 等,这些芯片在轻载和重载条件下均能保持较高的效率。

四、避免局限于特定型号的建议在选择Buck 降压电路的芯片时,应避免局限于特定型号。

不同芯片在性能、成本和可用性等方面可能存在差异,因此需要根据实际应用需求和设计要求进行权衡。

在选型过程中,可以参考以下原则:1.评估芯片的基本性能参数,如输出电压、电流、效率和负载调整率等。

2.考虑芯片的成本和供应情况,以确保供应链的稳定和成本的可控。

3.参考其他工程师的经验和评价,了解芯片在实际应用中的表现和潜在问题。

总之,Buck 降压电路设计需要综合考虑输入电压、输出电压、电流和效率等因素,选择合适的芯片方案。

基于BUCK变换电路的恒流源设计

基于BUCK变换电路的恒流源设计

基于BUCK变换电路的恒流源设计BUCK变换电路是一种常用的直流转换电路,它能够将高压、低电流的直流输入转换为低压、高电流的直流输出。

在很多应用中,需要使用恒定电流来供应负载,基于BUCK变换电路设计恒流源可以满足这种需求。

设计基于BUCK变换电路的恒流源,需要考虑以下几个方面:电流源的输出电流范围、输出电流精度、输出电压范围、工作频率、效率等。

首先,为了实现输出电流的范围和精度,可以在BUCK变换电路的输出端加入一个电流测量电阻,并通过采样电路将测量电阻的压降转换为电压信号。

接着,通过放大和反馈电路,将电压信号转换为控制信号来调整开关管的导通时间,从而实现对输出电流的控制。

其次,为了实现输出电压的范围,可以使用可调式反馈电压稳压器,通过控制输入电压来调整输出电压。

该稳压器可以通过运放、可变电阻和稳压二极管组成,通过控制可变电阻来调整稳压二极管正向偏置电流,从而实现对输出电压的控制。

在选择工作频率时,需要考虑开关管的导通损耗和开关频率对功率器件的影响。

较高的开关频率可以减小输出电感元件的体积,但同时也会增加导通损耗。

因此,在选择工作频率时,需要综合考虑功率器件的性能和输出要求。

在设计中还需要考虑电源效率问题。

为了提高效率,可以使用高效率的开关管和电源管理芯片,并合理设计电路拓扑以减小功率损耗。

此外,还需要注意综合考虑电路的稳定性、鲁棒性和可靠性。

在设计中,需要充分考虑各种参数的变化,以保证电路在不同工况下均能正常工作。

综上所述,基于BUCK变换电路的恒流源设计需要考虑电流和电压的控制、工作频率、效率、稳定性和可靠性等多方面因素。

设计时应综合考虑各种参数的变化,以满足不同应用的需求。

BUCK电路设计

BUCK电路设计

BUCK电路设计BUCK电路设计是一种降压直流-直流(DC-DC)转换电路,被广泛应用于电子设备中。

其原理是通过控制功率晶体管的导通时间,将高电压输入转换为较低电压输出。

本文将以一种原创的BUCK电路设计为例,详细介绍其工作原理、设计步骤和关键参数。

一、工作原理:BUCK电路利用了电感元件的性质来实现电压降低,通过周期性的开关来控制电感上的电流。

当功率晶体管导通时,电感储存能量,并将电流传递到负载上;当功率晶体管关断时,电感释放储存的能量,维持电流并维持负载的电压。

二、设计步骤:1.确定输入和输出电压:根据实际应用需求,确定BUCK电路的输入电压和输出电压。

输入电压通常较高,仅能提供相对稳定的直流电源;输出电压通常较低,为电子设备正常工作所需的电压。

2.估算输出电流:根据负载特性和功率需求,估算出所需的输出电流。

输出电流大小决定了电感元件和功率晶体管的选型,以保证电路正常运行。

3.计算电感元件的值:根据输出电流的大小,选择适当的电感元件。

电感元件的值决定了电感的储能能力,传导电流的能力和电路的效率。

根据工作频率和输出电流,可以使用下列公式计算电感值:L = (V_in - V_out) * (1 - D) / (f * ΔI_L)其中,L为电感值,V_in为输入电压,V_out为输出电压,D为占空比,f为开关频率,ΔI_L为电感电流的变化幅度。

4.计算输出电容的值:为了减少输出的纹波电压并提供稳定的电压,需要加入适当的输出电容。

根据输出电流变化的速率和滤波要求,可以使用下列公式计算输出电容的值:C = ΔI_out / (f * ΔV_out)其中,C为输出电容的值,ΔI_out为输出电流的变化幅度,ΔV_out为输出电压的变化幅度。

5.设计反馈网络:为了确保输出电压的稳定性,需要设计一个反馈网络来控制占空比。

一般使用电压反馈方式,通过比较输出电压和参考电压,来控制功率晶体管的导通时间和关断时间,以调节输出电压。

基于单片机的buck电路控制系统的设计

基于单片机的buck电路控制系统的设计

基于单片机的buck电路控制系统的设计引言:随着电力需求的不断增长和环境保护意识的提高,高效节能的电源系统设计成为了当今电子工程领域的热点之一。

在众多电源系统中,基于单片机的buck电路控制系统以其高效稳定的特点备受关注。

本文将详细介绍基于单片机的buck电路控制系统的设计,讨论其原理、优势以及应用领域。

一、buck电路的工作原理buck电路是一种降压型直流-直流(DC-DC)转换器,其工作原理基于功率管的开关控制和能量储存于电感中。

当功率管开启时,电感中的电流增加并储存能量;当功率管关闭时,电感中的能量释放并提供给负载。

通过调节开关频率和占空比,buck电路可以实现输出电压的稳定控制。

二、基于单片机的buck电路控制系统的设计基于单片机的buck电路控制系统通过实时监测输入电压、输出电压和负载电流,并根据设定的控制算法,动态调节buck电路的开关频率和占空比,以实现稳定的输出电压。

1. 系统硬件设计:系统硬件包括单片机、电源电路、传感器和执行器。

单片机作为系统的核心控制单元,负责采集传感器数据、进行控制算法计算,并输出控制信号。

电源电路提供稳定的直流电源,传感器用于监测输入电压、输出电压和负载电流,执行器用于控制buck电路的开关。

2. 系统软件设计:系统软件包括控制算法和用户界面。

控制算法根据实时采集的传感器数据和预设的控制策略,计算出合适的开关频率和占空比,并通过输出信号控制执行器。

用户界面提供了参数设置、数据显示和故障诊断等功能,使用户能够方便地监测和调整系统运行状态。

三、基于单片机的buck电路控制系统的优势1. 高效稳定:通过精确的控制算法和实时的反馈机制,基于单片机的buck电路控制系统能够实现高效稳定的电压输出,提高能源利用率。

2. 灵活可调:控制算法可以根据需求进行优化和调整,以适应不同负载和输入电压条件下的电源需求。

3. 自动保护:系统可以监测电流、电压和温度等参数,一旦超过设定的范围,系统会自动切断电源,以保护电路和负载的安全。

基于BUCK变换器开关电源设计

基于BUCK变换器开关电源设计

基于BUCK变换器开关电源设计一、引言开关电源是一种常见的电源系统,其主要由开关电路、滤波电路和稳压电路组成。

其中,开关电路是关键部分,负责将输入电源的直流电压转换为需要的电压形式。

BUCK变换器是开关电源中常用的一种变换器类型,在工业和电子设备中广泛应用。

本文将介绍基于BUCK变换器的开关电源设计的详细步骤和注意事项。

二、BUCK变换器的原理BUCK变换器是一种降压变换器,其工作原理是通过开关管控制输入电源的导通和断开,从而通过电感和电容的锁相环作用,实现输出电压的稳定调节。

具体工作步骤如下:1.开关管导通状态:当开关管导通时,输入电源与电感形成回路,电感里的能量被储存在磁场中,同时电容开始充电。

2.开关管断开状态:当开关管断开时,电感的磁场崩溃,释放能量,使得电流通过二极管回路,电容开始放电。

通过这种开关过程,BUCK变换器可以将输入电源的直流电压降低,达到需要的输出电压。

三、基于BUCK变换器的开关电源设计步骤1.确定输入电源和输出电压要求:根据具体应用需求,确定所需要的输入电压和输出电压,以及电流要求。

2.计算开关管的参数:根据输出电压和电流要求,计算开关管的额定电流和功率,选择合适的开关管类型。

3.计算电感和电容的参数:根据输入电压、输出电压和电流要求,计算出合适的电感和电容参数。

选择合适的电感和电容类型,并进行热稳定计算。

4.设计开关频率:根据应用需求和电路参数,选择合适的开关频率,以达到较高的功率转换效率。

5.设计控制电路:根据选择的开关频率和开关管类型,设计合适的控制电路,实现开关管的正常工作,如脉宽调制控制、开关管的驱动电路等。

6.选择滤波电路:根据输出电压的纹波和稳压要求,选择合适的滤波电路进行设计,如低通滤波器、电容滤波器等。

7.PCB布局和散热设计:根据电路参数和设计要求,进行PCB布局和散热设计,确保电路能够正常工作并具有较高的稳定性和可靠性。

四、注意事项1.在设计过程中,需根据电路参数和工作条件选择合适的元件,如开关管、电感、电容等。

基于单片机的buck电路控制系统的设计

基于单片机的buck电路控制系统的设计

基于单片机的buck电路控制系统的设计基于单片机的buck电路控制系统的设计随着电子技术的不断发展,电力电子技术也得到了广泛的应用。

其中,buck电路是一种常见的降压电路,其主要作用是将高电压降低到所需的电压水平。

为了更好地控制buck电路,可以采用基于单片机的控制系统,实现对电路的精确控制。

一、buck电路的基本原理buck电路是一种降压电路,其基本原理是利用电感和电容的特性,将高电压降低到所需的电压水平。

buck电路的核心部件是MOSFET开关管,通过控制开关管的导通和截止,可以实现对电路的控制。

当MOSFET导通时,电感储存能量,当MOSFET截止时,电容释放能量,从而实现电压的降低。

二、基于单片机的buck电路控制系统的设计基于单片机的buck电路控制系统主要包括三个部分:单片机控制模块、电路驱动模块和电路保护模块。

1. 单片机控制模块单片机控制模块是整个系统的核心部分,其主要作用是实现对电路的精确控制。

单片机可以通过PWM信号控制MOSFET开关管的导通和截止,从而实现对电路的控制。

此外,单片机还可以通过AD转换模块实时监测电路的电压和电流,从而实现对电路的保护。

2. 电路驱动模块电路驱动模块主要负责驱动MOSFET开关管的导通和截止。

通常采用驱动芯片来实现对MOSFET的控制。

驱动芯片可以提供足够的电流和电压,从而保证MOSFET的正常工作。

3. 电路保护模块电路保护模块主要负责对电路进行保护。

当电路出现过流、过压等异常情况时,保护模块可以及时切断电路,从而保护电路的安全。

三、总结基于单片机的buck电路控制系统可以实现对电路的精确控制和保护,从而提高电路的稳定性和可靠性。

此外,该系统还可以实现对电路的自动化控制,从而提高电路的效率和节能性。

因此,在电力电子技术的应用中,基于单片机的buck电路控制系统具有广泛的应用前景。

基于buck电路拓扑结构的电磁抱闸电源

基于buck电路拓扑结构的电磁抱闸电源

基于buck电路拓扑结构的电磁抱闸电源嘿,朋友!想象一下这样一个场景,在一个繁忙的工厂车间里,机器轰鸣,工人们穿梭其中,忙得不可开交。

而在这一片忙碌之中,有一个关键的小部件正在默默地发挥着重要作用,那就是基于 buck 电路拓扑结构的电磁抱闸电源。

咱们先来说说这个工厂车间里的老张和小李。

老张是个经验丰富的老师傅,整天都在机器旁边转悠,耳朵一听就能知道机器有没有毛病。

小李呢,是个刚入职不久的年轻小伙,对啥都充满了好奇和热情。

这天,一台机器突然出了故障,停了下来。

老张带着小李赶紧过去查看。

小李一脸茫然,不知道从哪儿下手。

老张瞅了瞅,心里有了数,说道:“小李啊,估计是这电磁抱闸电源出了问题。

”小李瞪大了眼睛:“啥是电磁抱闸电源啊?”老张笑了笑:“就像咱们人的心脏一样,给机器提供关键的动力和控制呢。

”这基于 buck 电路拓扑结构的电磁抱闸电源,你别看它个头不大,作用可不小。

它就像一个精准的指挥官,有条不紊地控制着电流的大小和方向。

你想想,如果没有它,那机器就像没头的苍蝇,到处乱撞啦!它的工作原理其实也不难理解。

简单来说,就像是一个聪明的管家,根据需要合理地分配资源。

当需要大电流的时候,它能迅速调整,给出足够的动力;当不需要那么多的时候,又能恰到好处地节省下来。

咱们再来说说它的内部结构,那可真是精细得像一件艺术品。

各种电子元件排列得整整齐齐,线路连接得有条不紊。

就好像是一个精心设计的迷宫,电流在里面乖乖地按照规定的路线流动。

而且啊,这电磁抱闸电源的稳定性那可是杠杠的。

不管外界环境怎么变化,它都能坚守岗位,不离不弃。

不像有些人,稍微有点风吹草动就撂挑子不干啦!你可能会问,这东西维护起来麻烦不?其实啊,只要你按照规定来操作,定期检查,它还是很皮实耐用的。

在这个现代化的工厂里,基于 buck 电路拓扑结构的电磁抱闸电源就像是一个默默无闻的英雄,虽然不被大多数人所熟知,但却在背后为生产的顺利进行保驾护航。

所以说,这基于 buck 电路拓扑结构的电磁抱闸电源,实在是太重要啦!它就是工厂车间里的定海神针,不可或缺!。

基于BUCK电路的电源设计

基于BUCK电路的电源设计

现代电源技术基于BUCK电路的电源设计学院:专业:姓名:班级:学号:指导教师:日期:目录摘要3一、设计意义及目的4二、Buck电路基本原理和设计指标42.1 Buck电路基本原理42.2 Buck电路设计指标6三、参数计算及交流小信号等效模型建立63.1 电路参数计算63.2 交流小信号等效模型建立10四、控制器设计12五、Matlab电路仿真175.1 开环系统仿真175.2 闭环系统仿真19六、设计总结23摘要Buck电路是DC-DC电路中一种重要的基本电路,具有体积小、效率高的优点。

本次设计采用Buck电路作为主电路进行开关电源设计,根据伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,通过交流小信号模型的建立和控制器的设计,成功地设计了Buck电路开关电源,通过MATLAB/Simulink进行仿真达到了预设的参数要求,并有效地缩短了调节时间和纹波。

通过此次设计,对所学课程的有效复习与巩固,并初步掌握了开关电源的设计方法,为以后的学习奠定基础。

关键词:开关电源设计Buck电路一、设计意义及目的通常所用电力分为直流和交流两种,从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求,因此需要进行电力变换。

常用的电力变换分为四大类,即:交流变直流(AC-DC),直流变交流(DC-AC),直流变直流(DC-DC),交流变交流(AC-AC)。

其中DC-DC电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,包过直接直流变流电路和间接直流变流电路。

直接直流变流电路又称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,主要包括六种基本斩波电路:Buck电路,Boost电路,Buck-Boost电路,Cuk电路,Sepic电路,Zeta电路。

其中最基本的一种电路就是Buck电路。

因此,本文选用Buck电路作为主电路进行电源设计,以达到熟悉开关电源基本原理,熟悉伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,熟练的运用开关电源直流变压器等效模型,熟悉开关电源的交流小信号模型及控制器设计原理的目的。

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现代电源技术基于BUCK 电路的电源设计学院:专业:姓名:班级:学号:指导教师:日期:目录摘要 (3)一、设计意义及目的 (4)二、Buck 电路基本原理和设计指标 (4)2.1 Buck 电路基本原理 (4)2.2 Buck 电路设计指标 (6)三、参数计算及交流小信号等效模型建立 (6)3.1 电路参数计算 (6)3.2 交流小信号等效模型建立 (10)四、控制器设计 (12)五、Matlab 电路仿真. (17)5.1 开环系统仿真 (17)5.2 闭环系统仿真 (19)六、设计总结 (23)摘要Buck 电路是DC-DC 电路中一种重要的基本电路,具有体积小、效率高的优点。

本次设计采用Buck 电路作为主电路进行开关电源设计,根据伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,通过交流小信号模型的建立和控制器的设计,成功地设计了Buck 电路开关电源,通过MATLAB/Simulink 进行仿真达到了预设的参数要求,并有效地缩短了调节时间和纹波。

通过此次设计,对所学课程的有效复习与巩固,并初步掌握了开关电源的设计方法,为以后的学习奠定基础。

关键词:开关电源设计Buck 电路一、设计意义及目的通常所用电力分为直流和交流两种,从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求,因此需要进行电力变换。

常用的电力变换分为四大类,即:交流变直流(AC-DC ),直流变交流(DC-AC ),直流变直流(DC-DC ), 交流变交流(AC-AC )。

其中DC-DC 电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,包过直接直流变流电路和间接直流变流电路。

直接直流变流电路又称斩波电路,它的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,主要包括六种基本斩波电路:Buck 电路,Boost 电路,Buck-Boost 电路,Cuk 电路,Sepic 电路,Zeta 电路。

其中最基本的一种电路就是Buck 电路。

因此,本文选用Buck 电路作为主电路进行电源设计,以达到熟悉开关电源基本原理,熟悉伏秒平衡、安秒平衡、小扰动近似等原理,熟练的运用开关电源直流变压器等效模型,熟悉开关电源的交流小信号模型及控制器设计原理的目的。

这些知识均是《线代电源设计》课程中所学核心知识点,通过本次设计,将有效巩固课堂所学知识,并加深理解。

二、Buck 电路基本原理和设计指标2.1 Buck 电路基本原理Buck 变换器也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器,主要用于电力电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。

其基本结构如图1 所示:在上图所示电路中,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤波器设计的原则是使V s(t)的直流分量可以通过,而抑制V s(t)的谐波分量通过;电容上输出电压V(t)就是V s(t)的直流分量再附加微小纹波V rippie(t)。

由于电路工作频率很高,一个开关周期内电容充放电引起的纹波V rippie⑴很小,相对于电容上输出的直流电压V有:电容上电压宏观上可以看作恒定。

电路稳态工作时,输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成,宏观上可以看作是恒定直流,这就是开关电路稳态分析中的小扰动近似原理。

一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时,电容电压升高,导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加,使电容电压上升速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,此时电压维持不变;反之,如果一个周期内放电电荷高于充电电荷,将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小,使电容电压下降速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,最终维持电压不变。

这种过程是电容上电压调整的过渡过程,在电路稳态工作时,电路达到稳定平衡,电容上充放电也达到平衡当开关管导通时,电感电流增加,电感储能;而当开关管关断时,电感电流减小,电感释能。

假定电流增加量大于电流减小量,则一个开关周期内电感上磁U =— > 0链增量为:出P 一』f" A °。

此增量将产生一个平均感应电势:T此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度,最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。

这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为:电感伏秒平衡2.2 Buck 电路设计指标基于如上电路基本原理,设定如下指标:输入电压:25v输出电压:5v输出功率:10W开关频率:100KHZ电流扰动:15%电压纹波:0.02根据上述参数可知:R=2.5 Q三、参数计算及交流小信号等效模型建立3.1电路参数计算根据如图2所示Buck电路开关等效图可知:Buck有两种工作状态,通过对开关管导通与关断时(即开关处于1时和2时)的电路进行分析可计算出电路的电感值。

其开关导通与关断时对应的等效电路图如图3、4所示:图4关断时等效电路v(t)图2 Buck电路的开关等效图(1)开关处于1位置时,对应的等效电路为图 3,此时电感电压为:= Vff- v (0根据小扰动近似得:哂)"厂y(同理,开关处于 2位置时,对应的等效电路为图 4,此时电感电压为:叫(t ) i ⑴(3)根据小扰动近似得:臥灯"(4)根据以上分析知,当开关器件位于 1位置时,电感的电压值为常数,当开关器件位于2位置时,电感的电压值为常数-卩。

故Buck 电路稳态电感电 压波形为下图5 :再根据电感上的伏秒平衡原理可得:(11)(V g - DT 5 + ( - E) * (1 - D)T S = 0其中 是指扰动电流,即:2L s通常扰动电流8值是满载时输出平均电流I 的10%~20%,扰动电流吆的 值要求尽可能的小。

在本次设计中选取 加产'冈2。

根据式8可以得出:代入参数可得:电感'。

则可选取电感值为:L=300uH代入参数可得:占空比D=0.2根据电感公式知:在电路导通时有:对应关断时为:(6)(7)(8)根据式7和8,结合几何知识可推导出电流的峰峰值为:(9)(10)(16)由于电容电压的扰动来自于电感电流的扰动,不能被忽略,因此在本 电路中小扰动近似原理不再适用,否则输出电压扰动值为零,无法计算出滤波电 容值。

而电容电压的变化与电容电流波形正半部分总电荷电量 q 有关,根据电量 公式 •可以得:(12)电容上的电量等于两个过零点间电流波形的积分 (电流等于电量的变化率)在改电路中,总电量去q 可以表示为:%" Av =——8C(14)再将式10代入式14中可得:16LC s匸*dE ,因此选取电容值为C=300uF 。

故电路参数为:占空比 D=0.2,L=300uH ,C=300uF 。

3.2交流小信号等效模型建立根据定义,分别列出电感电流和电容电压的表达式。

在图3对应状态时:c (O = Kt)--^根据设计中参数设定电压纹波为 2%,即山,代入式15中可得:Buck 1(% + DT.\q =評匸12 )4(13)将式12代入式13中可得输出电压峰值、为:(15)孙DR在图4对应状态时:利用电感与电容的相关知识可以得出:化简得:人e =-u (oK(t)(17), d < i(0 > T c <场⑴ > 為-< 卩⑷ > 小吩)Y V(t) > Ts d (t) = L-< VW > Ts d<V(t)>Ts< i(t) >Ts --------------------- = c -------- -------7 TsR dt(18)根据上式建立建立交流小信号等效模型,如图 6 :在稳态工作点(V,l )处,构造一个交流小信号模型,假设输入电压 •和占空比川“)的低频平均值分别等于其稳态值 VsD 加上一个幅值很小的交流变量,则可代入化简得出:(20)比側◎ idit)Od < i(t) > TsL ——- = < ^(0 > Z ~< V(t) > Ts d<V(,t)>Ts <V(t) > Tsdt7 TsRbV G (t) Ts~ "(O <>Ts(19)JK~7L^- = DV/t^V s d(t)-V(t) 丿做)沙心)C ------- = i(t) --------- dt R,^(0 =+ 曲(0图6交流小信号等效模型四、控制器设计根据所建立的交流小信号等效模型可知,Buck 电路中含有两个独立的交流成下面两个输入项的叠加,即(21)式21描述的是’中的扰动如何通过传递函数1%点冷传送给输出电压讽可。

其中,控制输入传递函数和给定输入传递函数为:下:犒⑸=叫—A-y"瓦+石皿=心T1 + —(—) QS Q %将式23和24进行比较可得:输入:控制输入变量1痣£和给定输入变量。

交流输出电压变量 可以表示吩)昨)诃=0知⑸⑰⑸d(s) = 0已知输入输出传递函数(22)和控制输入输出传递函数■ 的标准型如(23)(24)2补偿的环增益为 ,对应bode 图如图8所示,式26可改写为:将3.1中计算所得参数 D=0.2 , C=300uF , L=300uH 代入式25可得:依据小信号等效模型的方法,建立可以buck 变换器闭环控制系统的小信号等效模型如图7所示图7闭环控制系统的小信号等效模型心讥⑸%⑸H ⑸伕)其中,指的是环增益,肠代表反馈增益,'凶代表与其比较的三角波的峰值,金㈤代表控制器增益,皿)代表buck 电路控制 输入输出传递函数代入&加到T (s )的公式中可得:(26)根据参数设定电压为5V ,选出H (s )=1,令6G )1,5 勺,则未经过3心二 3333* 3 Q = 2.5Bode Diagram20 U *2G30建0 0-M 135 -1-80221S1Q1QW10Frequency frad/sj图8未补偿环增益心。

)的幅角特性未补偿环增益的穿越频率大约在770Hz 处,其相角裕度为… 。

下面设计一个补偿器,使得穿越频率为= 5kH/,相角裕度为50;从图8中可以看 出,未补偿环增益在5kH 处的幅值为-30.93dB 。

为使5kHz 处环增益等于1, 补偿器在5kHz 处的增益应该为30.93dB ,除此之外,补偿器还应提高相角裕 度。

由于未补偿环增益在 5kHz1 41 :|1~1 ~ 4 U 1 ai i i [ r M i i i w ・■ ■iii ■i■ ■1 1 1 1 1 1 111 i IIII _________________I 1 1 1 4 4 1 1 1■11i~i n11 1 1 4 1 il 1JII • IIrT^ i■■J4 Hl II1 4 V I19 11 i a i « i ■ i i III! ilia1 1・1■ I1 1 i i■ r -〜r T -f $ 訝■■ ■1 ■匸■rr-11 iI | 1 III Iil 1 1Ki 1 ■ J1 iii i i 4 iil! 1 i h 1 ft11 1 1l< ■4i iii b 1 :iJi !i J ■■■ j u 1 1 i ?■ St ■ il'■i i J ■ i4 4i11 4 h ■ li4d1 1 1 4 N 4i i 4 b i1 11 i 1 i i iia■■1 1 1 J I ■I ii1 a i■ ■ L ■』 ■ k.J>. 丄丄JL ■!』■ ■ ■ ■ ■ ■ J…L ■ J.丄& J n亠..L 一■ L1L■ I. Ik L_ I j i i i J iiiJ 3 1 1 1 il ■ - HIi i J a i 44 i1 1 4 P 1 li >11 1 1 4 • * j 4Il 4 P I :| il ii1■ IIIl I ii1 u i ■'■ii» ■ ii|1 111 1 1 1 1 | i 1 11 1 ■ ■* ■1 1 1 1 1 1 11 1 i i i i i1 J 1 1 1 1 1 ■91 11 1 I ■1tI 1 I ■ s ■ P■Ia1 1 I d 1 ■ i! I ■ p I -r -■ ■ T ■ J -『 1 4T T 1 "I ■-- …■ r 八・r ・-「1 - -I"十r 1 - -r- - --■-r -¥ r r 11 || 1 1 III i i | 1i i | ■ i1 1 M.i 1 i11il I1 1 I i 1 I1 q I 1i i h ■1 i1 、1 i 1 Jil i | i t iian 3 i ii J ■ ■ il1 r X a i 4 fl i 1 1 >1 h 1 ii >1 4 1 1 1 4 kh41 i ? j 4. 1 1 1 1 1 III!11 1 1i n II 11 t1 i1 H1jjIi i J« s ji jj i L[4i1Ij其中,直流增益为:HV(27)(28 )处的相角在-附近,因此,需要一个PD 超前补偿器来校正。

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