BUCK变换器de控制技术的研究.
5kW三重化双向Buck-Boost变换器控制策略研究
5kW三重化双向Buck-Boost变换器控制策略研究
随着电力需求的不断增长和能源资源的日益紧缺，高效能源转换和管理成为了一个重要的研究方向。
在这个背景下，变换器作为一种重要的能量转换设备，其控制策略的研究变得尤为关键。
本文研究了一种5kW三重化双向Buck/Boost变换器的控制策略。
该变换器具有双向功率流动的能力，可以实现电能的双向传输。
通过对其控制策略的研究，可以提高能量转换的效率和稳定性。
首先，本文对该变换器的工作原理进行了分析。
在Buck模式下，变换器将输入电压降低到输出电压，并将电能传输给负载。
在Boost模式下，变换器将输入电压升高到输出电压，并将电能从负载传输回电源。
通过在Buck和Boost模式之间的切换，可以实现电能的双向流动。
接着，本文提出了一种基于PWM调制的控制策略。
该策略通过调整开关器件的占空比，控制变换器的输出电压和电流。
在Buck模式下，通过增大占空比可以降低输出电压；在Boost模式下，通过减小占空比可以提高输出电压。
通过不断调整占空比，可以实现稳定的功率转换。
最后，本文进行了仿真实验，验证了所提出控制策略的有效性。
结果表明，该策略可以实现准确的电能转换和稳定的功率输出。
同时，变换器的效率也得到了显著提高。
综上所述，本文研究了一种5kW三重化双向Buck/Boost变换器的控制策略。
通过对其工作原理进行分析，并提出了一种基于PWM调制的控制策略，实现了有效的能量转换和稳定的功率输出。
这一研究对于提高能源转换的效率和可靠性具有重要的意义，并具有一定的应用潜力。
Buck型变换器数字PID控制器设计方法研究
Ｂ ｃ － ｄ ｎ ｅｔｒ ｓｔｅｃ ｎ ｒ ｌ ｄｏ ｊｃ ， ｒ ｐ ｓｓｔ ｅ ｒ ｃ ｌ ｆ ｈ ｒ－ ｏｅ ｌ ｅ ｎ ｒ ｈ ｎ ｌ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｕ ｋ ｍｏ ｅｃ ｖ ｒ ｈ ｏ ｔ ｌ ｂｅ ｔ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｉ ｉ ｅ ｏ ｅｚ ｏｐ ｌ ｐａ ｍｅ ｔ ｏ ｅ ａ ｇ Ｐ Ｄ ｃ ｎ ｒ 一 ｏ ｅａ ｏｅ ｐｎ ｐ ｓ ｔ ｅ ｃ ｆ ｔ ａ ｏ ｏ
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Buck三电平直流变化器的闭环控制策略研究
Buck三电平直流变化器的闭环控制策略探究Buck三电平直流变换器的闭环控制策略探究引言：随着科技的飞速进步，直流电源的应用越来越广泛。
而直流变换器作为一种重要的直流电源变换设备，其稳定性和控制策略的探究显得尤为重要。
本文将对Buck三电平直流变换器的闭环控制策略进行深度探究，旨在提高其输出电流的稳定性和效率。
1. 引言1.1 探究背景现代电子设备对直流电源的需求日益增长，而直流变换器作为直流电源的重要组成部分，具有将输入电源变换为所需电压和电流的功能。
Buck三电平直流变换器作为一种特殊形式的直流变换器，其结构复杂、控制难度较大。
因此，对其闭环控制策略的探究有着重要的理论和实际意义。
1.2 探究目标本文旨在探究Buck三电平直流变换器的闭环控制策略，通过优化控制算法，提高其输出电流的稳定性和效率。
实现这一目标将为直流电源的稳定供电提供有力支撑，并推动直流变换器控制策略的进步。
2. Buck三电平直流变换器的原理2.1 结构Buck三电平直流变换器由输入电路、输出电路和三电平谐振锁相环控制电路组成。
其中，输入电路包括输入电容、输入电感和开关管；输出电路由输出电感、输出电容和负载组成；三电平谐振锁相环控制电路由相位比较器、开关信号产生电路和反馈控制电路组成。
2.2 工作原理当开关管打开时，输入电感储能。
而当开关管关闭时，输入电感的储能通过输出电容和负载传递出去，形成一个周期。
通过控制开关管的开关频率和占空比，可以实现直流变换器的输出稳定控制。
3. Buck三电平直流变换器的闭环控制策略3.1 传统控制策略传统的闭环控制策略接受PID控制器进行控制，即依据电流误差信号计算比例、积分和微分的输出信号，通过控制开关管的开关频率和占空比，实现输出电流的稳定。
然而，传统策略在实际应用中存在一些问题，如控制精度不高、动态响应慢等。
3.2 改进控制策略为了提高Buck三电平直流变换器的闭环控制效果，本文提出一种改进的控制策略。
三电平buck直流变换器的研究
三电平buck直流变换器的研究
Buck 直流变换器是一种常用的交流电源变换器，用于将输入的交流电压转换为直流输出。
三电平 buck 直流变换器是一种具有三个电平输出的 buck 变换器，可以同时输出高低两个电平输出，以及一个额外的电平作为反馈电压。
这种变换器的优点是可以提供更高的输出电压精度和更低的噪声水平。
进行研究时，可以通过以下步骤进行:
1. 确定研究目标：例如研究三电平 buck 直流变换器的性能和设计方法等。
2. 查阅相关文献：查阅相关文献，了解三电平 buck 直流变换器的工作原理、结构和性能特点等。
3. 进行分析和建模：对三电平 buck 直流变换器进行分析和建模，包括器件、电路和负载的建模等。
4. 进行仿真和实验：使用仿真软件和实验设备，对三电平 buck 直流变换器进行仿真和实验，以评估其性能和设计方法。
5. 优化设计：通过对三电平 buck 直流变换器的设计和优化，提高其性能和效率。
进行研究时，需要遵守相关法规和规定，确保研究过程中的安全和合法性。
四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法与流程
四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法与流程1. 引言1.1 概述本文旨在探究四开关buck-boost变换器的控制电路及其相应的控制方法与流程。
随着能源需求的增加以及对能源转换效率的要求不断提高，四开关buck-boost变换器作为一种常用的电力转换装置，在工业和研究领域中得到广泛应用。
通过调整输入和输出电压，该变换器可以实现有效而精确的能量转移。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分将介绍文章的目的、概述以及文章结构。
之后，第二部分将详细介绍四开关buck-boost变换器的原理，并讨论设计该变换器控制电路时需要考虑的要点。
接着，第三部分将说明控制电路的具体步骤与流程，包括输入电压检测与控制、输出电压调节与控制以及开关管导通和断开策略。
第四部分将描述实验装置并介绍控制电路实验过程，并对实验结果进行详细分析和讨论。
最后，在第五部分中我们将总结文章，并展望未来进一步研究这一领域所可能取得的成果。
1.3 目的本文的目的是为了深入研究四开关buck-boost变换器，探讨其控制电路的设计要点与方法，并提供一个完整的控制流程。
通过实验验证和结果分析，我们希望能够验证本文提出的控制方法在实际应用中的有效性，并为今后相似研究提供参考和指导。
同时，本文也对未来这一领域可进行的进一步研究做出展望，以推动相关技术和理论的发展。
以上是“1. 引言”部分内容，请核对。
2. 四开关buck-boost变换器的控制电路与方法：2.1 原理介绍：四开关buck-boost变换器是一种常用的DC-DC变换器拓扑结构，它具有较高的转换效率和宽范围的输入输出电压能力。
该变换器能够实现输入电压向输出电压的降压和升压功能，并且能够在负载或输入电压波动时保持相对稳定的输出。
2.2 控制电路设计要点：在设计四开关buck-boost变换器的控制电路时，需要考虑以下几个要点：首先是输入输出电压范围：根据应用需求确定所需的输入和输出电压范围，以此来选择合适的元件参数。
Buck变换器工作原理分析和总结
题目： Buck变换器工作原理分析与总结目录一、关于Buck变换器的简单介绍 (2)1、Buck变换器另外三种叫法 (2)2、Buck变换器工作原理结构图 (2)二、Buck变换器工作原理分析 (3)1、Buck变换器工作过程分析 (3)2、Buck变换器反馈环路分析 (4)3、Buck变换器的两种工作模式 (4)1）Buck变换器的CCM工作模式 (5)2）Buck变换器的DCM工作模式 (6)3）Buck变换器CCM模式和DCM模式的临界条件 (7)4）两种模式的特点 (8)4、Buck变换器电感的选择 (8)5、Buck变换器输出电容的选择和纹波电压 (9)三、Buck变换器工作原理总结 (10)Buck 变换器工作原理分析与总结一、关于Buck 变换器的简单介绍1、Buck 变换器另外三种叫法1. 降压变换器：输出电压小于输入电压。
2. 串联开关稳压电源：单刀双掷开关（晶体管）串联于输入与输出之间。
3. 三端开关型降压稳压电源：1) 输入与输出的一根线是公用的。
2) 输出电压小于输入电压。
2、Buck 变换器工作原理结构图GabcWMV Gd图1. Buck 变换器的基本原理图由上图可知，Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。
而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。
二、Buck 变换器工作原理分析1、Buck 变换器工作过程分析图2. Buck 变换器的工作过程为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设：1) 开关元件M1和二极管D1都是理想元件。
它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零；2) 电容和电感同样是理想元件。
电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。
关于三电平Buck变换器的研究
Science &Technology Vision科技视界0引言光伏并网发电是现在人们利用光伏技术发电的主要方向,现在主要集中在城镇实施,而太阳能电池与建筑结合的并网光伏发电技术的提出以及随着光伏成本的大幅下降,使得光伏发电得到了进一步的发展。
本文以太阳能光伏电池发电现状以及发展为背景,探讨三电平变换器在光伏发电技术中的应用及作用。
目前,三电平技术在直流变换器中应用特别广泛,而三电平变换器的主要作用就是可以使开关管电压降低,从而对电气元件的保护有着很重要的作用。
此外,三电平变换器又可以用在电压较高以及功率较高的转换场合。
因此,对三电平变换器的研究就具有重要的意义。
1Buck TL 的建模1.1脉冲波形积分法的简介脉冲波形积分法是已知脉冲调制型,准谐振型、桥式串(并)联谐振型等不同类型的直流变换器的数学建模的原理,可以使各类变换器在理论上的指导,以及在理论上使变化器的动态性能研究更加准确化[4]。
该建模方法的主要特点是:(1)用周期性脉冲函数将变换器统一在一个拓扑结构,理论基础统一;(2)对小信号的变量用拉氏变换,模型具有输入数据功能;(3)与此同时我们还可以根据类型不同的变换器做出一定的理想化处理,使结果更加合理的逼近实验结果。
1.2数学建模原理开关变换器是在时域范围内的变换,在开关管的通关过程中,我们可以借助对周期函数进行拉氏变换,进而变换器数学建模的过程就是在已知变换器的拓扑结构中将各个子拓扑统一在一个拓扑中,然后我们可以用非连续周期脉冲函数对Buck 电路建立数学模型。
在此基础上,对开关变换器进行相频和幅频的理论化分析。
下面以图1所示的Buck 三电平DC-DC 变换器作为本文研究。
当该变换器的D 大于0.5时,能够得到我们想要的结果。
其中的两个分压电容C d1,C d2,要求电容非常大,并且我们还要求每个电容都可以供电,以保证电压均衡。
为分析简便,我们根据电路原理进行如下改变,得到图1。
Buck-Boost变换器非线性电流控制研究
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系统 参数扰动 具有较 强 的鲁棒性 。 关键 词 ； 变换器 ；非线 性 ；输 入输 出线性化
中图 分 类 号 ：Ｍ４ Ｔ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １０ ２ １ ）０ ０ ０ — ３ １０ — ０ Ｘ（０ ２ １ — １ ６ ０
Ａ ｖ ｌＮｏ ｌ ｅ ｒ Ｃｕ ｒ ｎ ｎ ｒ ｌＭ ｅｈ ｄ ｆ ｒ Ｂｕ ｋ Ｂｏ ｓ ｎ ｅ ｔ ｒ Ｎｏ ｅ ｎ ｉ ａ ｒ ｅ ｔＣｏ ｔｏ ｔ ｏ ｏ ｃ － ｏ ｔＣｏ ｖ ｒｅ ｎ
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多重化双向Buck-Boost变换器控制策略研究
多重化双向Buck-Boost变换器控制策略研究多重化双向Buck/Boost变换器控制策略研究随着电力电子技术的发展和应用的广泛，双向Buck/Boost变换器作为一种重要的电力电子转换器在能量转换和电力调节中广泛应用。
而多重化双向Buck/Boost变换器则是在传统双向Buck/Boost变换器的基础上进行了改进和优化，具有更高的转换效率和更广泛的应用范围。
多重化双向Buck/Boost变换器的核心控制策略是根据输入电压和输出电流的变化情况来调整开关管的开关状态，以实现电能的双向转换和电力的有效调节。
其控制策略主要包括电压控制和电流控制两种模式。
在电压控制模式下，多重化双向Buck/Boost变换器通过调整开关管的占空比来控制输入电压和输出电压之间的关系。
当输入电压高于输出电压时，控制器会减小开关管的占空比，使输出电压逐渐上升；而当输入电压低于输出电压时，控制器会增大开关管的占空比，使输出电压逐渐下降。
通过不断调整占空比，多重化双向Buck/Boost变换器可以实现输入电压和输出电压的精确匹配，从而实现高效的电能转换。
在电流控制模式下，多重化双向Buck/Boost变换器通过调整开关管的频率和占空比来控制输入电流和输出电流之间的关系。
当输入电流高于输出电流时，控制器会增大开关管的频率和占空比，使输入电流逐渐下降；而当输入电流低于输出电流时，控制器会减小开关管的频率和占空比，使输入电流逐渐上升。
通过不断调整频率和占空比，多重化双向Buck/Boost变换器可以实现输入电流和输出电流的精确匹配，从而实现精确的电力调节。
多重化双向Buck/Boost变换器控制策略的研究不仅可以提高电能转换的效率，还可以扩大其在电力调节和能量转换领域的应用范围。
通过对控制策略的优化和改进，可以使多重化双向Buck/Boost变换器在不同工况下都能够保持稳定和高效的工作状态，为电力电子技术的发展和应用提供更多可能性。
毕业设计(论文)-buck变换器双闭环控制仿真研究[管理资料]
![毕业设计(论文)-buck变换器双闭环控制仿真研究[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/651b28c7f111f18582d05a97.png)
毕业设计（论文）说明书题目：Buck变换器双闭环控制仿真研究系名信息工程系专业自动化学号 6011XXXXXXX学生姓名 XXX指导教师 XXX2015年6月5日毕业设计（论文）任务书题目：Buck变换器双闭环控制仿真研究系名信息工程系专业自动化学号 6011XXXXXX学生姓名 XXX指导教师 XXX职称副教授2014年12月15日一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
）便携式电子产品的广泛应用，推动了开关电源技术的迅速发展。
因为开关电源具有体积小、重量轻以及功率密度和输出效率高等诸多优点，已经逐渐取代了传统的线性电源，随之成为电源芯片中的主流产品。
随着开关电源技术应用领域的扩大，对开关电源的要求也日益提高，高效率、高可靠性以及高功率密度成为趋势，这就对开关电源芯片设计提出了新的挑战。
其中对于非隔离的DC/DC开关电源，按照电路功能划分，有降压式（BUCK）、升压式（BOOST），还有升降压式（BUCK-BOOST）等。
其中品种最多，发展最快的当属降压式（BUCK）。
我国目前能源紧缺，而电源行业又是一个与能源消耗密切相关的行业，因此我们在设计DC/DC开关电源产品时，转换效率必须作为一个重要的指标加以考虑。
V锂离子电池作为电源的消费类电子产品市场不断扩大，且功能和性能变得更多和更高，对适用于这类产品的BUCK变换器的性能提出了更高的要求。
因此研究BUCK变换器的控制具有重要的理论和现实意义。
二、参考文献[1] 丘涛文. 开关电源的发展及技术趋势[J]. 电力标准化与技术经济，2008，17(6)：58-60.[2] 张乃国. 一种脉冲频率调制型稳压电路的研究[J]. 电源世界，2007，10（4）：21-23.[3] 刘树林，输出本质安全型Buck-Boost DC-DC变换器的分析与设计，中国电机工程学报，2008，28(3): 60-65.[4] 马丽梅，Buck-boost DC-DC变换器的控制，河北工业大学学报，2008，37(4) :101-105.[5] 刘树林，Buck-Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析，电子学报，2007，20(5) :838-843.[6] 彭力，新型大功率升降压型DC-DC变换器控制研究,船电技术，1999，3(1) :26-28.[7] 钟久明，Buck-Boost变换器的本质安全特性分析及优化设计西安科技大学硕士学位论文 2006.[8] 高飞，蒋赢，赵小妹等，一种新型Buck-Boost变换器，电力电子技术2010 22(4):50-52.[9] Xu Jianping，Yu circuit model of switches for SPICEElectronics，Letters，1988，，，437-438.[10] Xu Jianping，Yu Juebang，Zeng simulation of switched DC-DCInternational Symposium on Circuits and Systems，1991，，，3032-3026.[11] 王海鹏，王立志，王卓. 基于1394的数据传输电路[J]. 现代电子技术，2009，32(21)：52-54.[12] 王久和. 电压型PWM整流器的非线性控制[M]. 第1版，北京: 机械工业出版社, 2008.[13] 师娅，唐威. 一种电流型PWM控制芯片的设计[J]. 微电子学与计算机，2007，24(8)：145-148.三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。
Buck变换器工作原理分析和总结
Buck变换器工作原理分析和总结一、简述首先简单地说，Buck变换器就像是一个电力的“翻译官”。
它接收一种电压，然后转换成另一种电压输出。
你可能会问，为什么需要转换电压呢？别着急我们慢慢说，在现代电子设备中，不同的部件需要不同的电压来运行。
而Buck变换器，就是帮助我们调整电压，确保每个部件都能得到合适的能量。
Buck变换器就像一个电力调节器，确保我们的电子设备在不同电压条件下都能稳定运行。
那么它是如何实现这一功能的呢？接下来我们会深入探讨它的工作原理。
1. 介绍Buck变换器的基本概念及其在电源管理领域的重要性好的让我为你介绍一下关于《Buck变换器工作原理分析和总结》中的第一部分内容：介绍Buck变换器的基本概念及其在电源管理领域的重要性。
想必大家对电子设备中的各种电源管理技术都颇感兴趣吧，作为其中的重要一员，Buck变换器可以说是电源管理领域的明星角色。
那究竟什么是Buck变换器呢？简单来说它就像一个灵活的电力调整器，负责把输入的高电压转换成我们设备需要的低电压。
Buck变换器是电源管理领域不可或缺的一部分。
它的基本概念就是把高电压转换成我们设备需要的低电压，确保设备的稳定运行。
而它在电源管理领域的重要性，就像一位优秀的管家，确保电力供应的稳定和高效。
2. 简述文章目的和内容概述接下来让我们简要谈谈本文的目的和内容概述，写这篇文章的目的，是为了帮助大家更好地理解Buck变换器的工作原理，并通过分析和总结，使大家对这一技术有更深入的认识。
毕竟技术虽专业，但也需要我们能接地气地理解和运用。
这篇文章中，首先会介绍一下什么是Buck变换器，以便大家有个初步的了解。
接着我们会深入浅出地讲述它的工作原理，通过简单易懂的语言和生动的比喻让大家更容易明白。
然后我们会深入分析它的实际应用场景以及在实际操作中可能遇到的问题。
当然还会包括如何进行优化和调整的实用技巧，在文章的最后部分，我们会对整个Buck变换器的工作原理进行综合性的总结，帮助大家形成一个清晰的思路和体系。
恒定导通时间控制buck变换器的建模研究及优化设计
华中科技大学硕士学位论文摘要为了保证便携式电子设备高效、稳定地工作，其电压调节模块需要快速的瞬态响应速度和高轻负载效率。
恒定导通时间控制（Constant on time，COT）技术作为一种变频控制方式，因其瞬态响应速度快以及轻载效率高等优点，被广泛应用于负载点转换器和电压调节器中，但COT控制存在着稳定性和开关频率变化范围过大的问题。
精确的小信号模型对于研究DC-DC变换器的稳定性具有十分重要的作用，文献中只研究了电阻负载下COT控制Buck变换器的建模与稳定性问题，本文基于描述函数法建立了电流模COT控制和基于纹波的COT控制Buck变换器在电流源负载下的小信号模型，模型从低频一直到1/2开关频率处都与实际情况吻合。
并将它们与电阻负载下的模型进行了对比研究。
根据建立的模型讨论了COT控制Buck变换器稳定性设计步骤和设计方案。
基于PLL的频率锁定技术在解决COT控制DC-DC变换器开关频率变化范围过大方面有很多优点。
但不合适的PLL环路设计，会导致占空比抖动、更高的输出电压纹波，甚至引起参考频率失去跟踪，并最终丧失使用PLL环路的所有好处，而这个问题在文献中还没有很多系统性的研究，因此，本文基于描述函数法建立了基于PLL的COT控制变换器中锁相环环路在CCM模式和DCM模式下的小信号模型，研究了由参数变化引起的稳定性问题，并基于导出的模型，对自适应带宽的锁相环环路结构进行了验证。
关键词：恒定导通时间控制；描述函数法；稳定性；开关频率；锁相环华中科技大学硕士学位论文AbstractIn order to guarantee portable electronic devices working efficiently and reliably, the voltage regulation module should work with fast transient response and high light-load efficiency. Constant-on-time (COT) control, which is a kind of PFM control technique, has advantages of fast transient response speed and high efficiency and is widely used in point-of-load converters and voltage regulators. But there are some problems in the system stability and switching frequency range of COT control.The accurate small-signal model plays an important role in studying the stability of DC-DC converter. In the previous literature, the modeling and stability analysis of COT-controlled Buck converter is conducted under resistive load. In this paper, based on the description function method, a small signal model of current mode COT control and ripple-based COT control Buck converter under current source load is established, and the model is accurate up to the frequency of 1/(2T CLK). Then, the current source load model is compared with the the resistive load model. Based on the derived model, the design schemes of the stability of COT control Buck converter are discussed.PLL-based frequency locking technology has many advantages in solving the wide range of the switching frequency of the DC-DC converter. But an inappropriate PLL loop design will result in duty cycle jitter, higher output voltage ripple, and even cause the lost tracking to the reference frequency, and eventually lose all the benefits of using the PLL loop, but this problem has not been systematic studied in the previous literature. Therefore,华中科技大学硕士学位论文in this paper, a small signal model of PLL in CCM mode and DCM mode is established based on the description function method. The stability problem caused by parameter change is studied in PLL-based COT control converters. And based on the derived model, an adaptive bandwidth phase-locked loop structure is verified.Key words：Constant on time；Describing function method；Stability；Switching frequency；PLL华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................. I I 1 绪论1.1 论文研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 论文的主要内容和安排 (5)2 COT控制Buck变换器的小信号建模研究2.1 Buck型DC-DC变换器小信号建模方法回顾 (7)2.2 电流模COT控制Buck变换器的建模研究 (14)2.3 基于纹波的COT控制Buck变换器建模研究 (25)2.4 本章小结 (45)3 COT控制Buck变换器的开关频率稳定性研究3.1 研究现状 (46)3.2 CCM模式下锁相环环路建模 (52)3.2 DCM模式下锁相环环路建模 (58)3.3 锁相环环路设计 (65)3.4 自适应带宽锁相环 (69)3.5 本章小结 (72)4 总结和展望4.1 总结 (73)4.2 展望 (74)致谢 (75)参考文献 (76)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 论文研究背景和意义电源作为所有电子设备的“心脏”，担负着给各个模块供电的任务，在电子产品中有着举足轻重的地位。
Buck变换器的仿电流斜坡峰值电流模式控制研究
开关变换器具有效率高、体积小、重量轻、性能好等优点,已广 泛应用于通信、服务器、电动汽车和航空航天等场合。开关变 换器的性能与其控制方式密切相关。
峰值电流控制是开关变换器常用控制方式之一,具有可限流、动 态性能好和可改善均流效果等优点,但也存在抗干扰能力差等问 题。本文研究一种基于仿电流斜坡的峰值电流控制方式,该方法 利用电感电流的谷值与外加的电阻电容电路中产生的斜坡之和 来重构开关器件中的电流信号,避免了开关电流信号的前沿尖峰 引起PWM比较器的误关断问题,同时还具有电流模式控制的优点。
Hale Waihona Puke 最后,研制了一台原理样机,对本文理论分析进行实验验证。
本文首先介绍峰值电流模式控制的基本原理,指出其存在抗干扰 能力不足的问题。接着,对基于仿电流斜坡的峰值电流模式控制 的原理进行介绍和分析,建立基于仿电流斜坡的峰值电流模式控 制的Buck变换器的功率级和控制回路的模型,并推导变换器系统 的小信号模型和系统的闭环传递函数。
根据推导出的模型,完成了变换器电流环和电压环的闭环参数设 计,并用MATLAB软件对系统级设计的性能进行了验证。然后,将 仿电流控制和峰值电流控制进行了比较,通过Saber软件的仿真 验证了仿电流控制可以有效地避免前沿尖峰带来的误关断问题, 并对仿电流控制的稳态性能和动态性能进行了仿真验证。
基于遗传算法的Buck变换器控制优化研究
关 的传递 函数 （） 则 ； ｓ，
（） ＝ ｓ
１ Ｂｃ ｕｋ降压转换器 系统配置
由于直流／ 流转换器的输出 电压 受负 载变化 的影 响 ， 直 必须 设置 电压反馈控制 以保 持恒定 输 出电压。图 １显 示 了具 备反馈 电压控制 回路 的降压转换器 电路结构 图。
霎 髻ｅ 曩
Ｏ
＾ ‘Ｉ
０５ 时 间／ ・ ｍ
ｓ
ｉ
ｌ ｌ５ ・
Ｆ南 ＝
其 中 是一个适应值加 权因子 。
（ ７ ）
图 ５ 整体参数优化时输出电压 响应 （ 负载变化 ）
３ 仿 真 结 果 与 讨 论
假如 图 １ 降压转换 器有以下参数值 ： ＝２ Ｖｅ ０Ｖ， ｒ ｆ＝ ８ Ｌ Ｖ，
Ｆ Ｎ ｉ －ｕ ， Ａ ｉ ｇｊ ｎ Ａ Ｇ Ｊ ｎｈ ａ Ｃ Ｉ ｏ －ｏ ｇ ａ Ｊｎ ｉ （ ｈ ｉ ｇｉ ｔｕｅ ｆｍ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｈ ｎｚｏ ｅａ ｇ３ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｚ ｅａ ｓｉ ｔ ｏ ｅｈ ｎｃ ｄｅ ｃ ｉ ｇｎ ｒ ｇ，ａｇｈ ｕｚ ｊ ｎ ０ ３， ｈｎ ） ｊｎ ｎ ｔ ａａ ｅ ｒａ ｅ ｅ ｉ ｈｉ １
ｔ ｅ ｂ ｃ ｏ ｖ ｒ ｒｈ ｓ ｖ ｒ ｏ ｄ ｃ ｎ ｒｌｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｈ ｕ ｋ ｃ ｎ ｅ ｅ ａ ｅ ｙ ｇ ｏ ｏ ｔｏ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ． ｔ ｉ
Ｋｅ ｗ ｒ ｓ＇ ｃ ｏ ｖ ￣ ｒ ａ ｊｓ ｅ ｔ ａａ ｅ ｒ ； ｅ ｅ ｃａｇｒ ｈ ｙ ｏ ｄ ：ｕ ｋｃ ｎ ｅ ｅ ； ｄ ｔ ｎ ｐ ｒｍ ｔ ｓ ｇｎ ｔ ｌ ｉ ｍ ｂ ｕ ｍ ｅ ｉ ｏｔ
BUCK变换器的研究与设计
摘要当今消费市场中，便携式电子产品所占比重较大，这种产品要求电池体积小、重量轻、使用时间长。
高效、低压开关DC-DC转换器，通过提高电源转换效率及改进控制技术，达到了所需要求，因此被广泛应用于电子产品中。
直流—直流交变器（DC-DC Converter）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，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。
直接直流变流电路为称斩波电路，他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，一般是指直接电变为另一直流电。
这种情况下输入与输出之间不隔离。
间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称直-交-直电路。
本次课程设计主要采用直接直流变流电路，由直流稳压电路、BUCK斩波电路以及控制电路三个部分完成BUCK变换器的研究与设计。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：BUCK变换器的研究与设计初始条件：输入电压：20~30V，输出电压：0-15V，输出负载电流：0.1~1A，工作频率：30KHz，采用降压斩波主电路。
要求完成的主要任务：1. 直流供电电源设计。
2. 降压斩波主电路设计（包括电路结构形式，全控型器件的选择）并讨论主电路的工作原理。
3.脉宽调制电路（如SG3525集成PWM控制器）及驱动电路设计。
4. 分析PWM控制原理及波形。
5.提供电路图纸至少一张。
课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。
应画出单元电路图和整体电路原理图，给出系统参数计算过程，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。
时间安排：2011.1.14～2011.1.15 收集资料，确定设计方案2011.1.16～2011.1.17 系统设计2011.1.18～2011.1.19 撰写课程设计论文及答辩指导教师签名：年月日引言 (4)第一章设计要求与方案 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案确定 (3)第二章直流稳压电源设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 直流稳压电源原理描述 (4)2.3 设计步骤及电路元件选择 (5)第三章Buck变换器设计 (5)3.1 Buck变换器基本工作原理 (9)3.2 Buck变换器工作模态分析 (9)3.3 Buck变换器参数设计 (11)第四章控制电路设计 (13)4.1控制电路原理 (13)4.2电路设计 (14)4.3 PWM控制原理与波形.................................................................. .. (15)第五章课程设计总结 (17)参考文献 (18)附图 (19)随着电力电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。
Buck直流变换器的滑模变结构控制研究
１ Ｓ 的 基 本 问题 Ｖ Ｓ
要 实 现 Ｖ Ｓ， 须 满 足 以 下 条 件 ［ ： Ｓ 必 １ １
ｊ
定 动 态 特 性 的 非 线 性 系 统 而 言 ， 种 控 制 策 略 能 使 系 统 这
沿 设计 的“ 动模 态 ” 迹运 动 。该结构 具 有算法 简 单 、 滑 轨
（ ） 足 滑 动 模 态 存 在 的 条 件 ， ：ｉ １满 即 ｌ ｍ
于常 规 线 性控 制 。 关 键 词 ：Ｂ ｃ 变 换 器 ；滑 模 变 结 构 ；Ｐ Ｉ ｕｋ ＳＭ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ４ Ｍ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ － ９ ８ ２ １ ）９ ０ ８ － ３ ２ ８ ７ ９ （０ ０ ０ － ０ ３ ０
Ｔ ｅ ｒ ｓ ａｃ ｆｔ ｅ ｓｉ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｃ ｎｒ ｌｆ ｒ Ｂｕ ｋ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｌ ｎ ｄ ｏ ｔｏ ｏ ｃ ｏ ｖ ｒｅ ｄ
Ａｂ ｔ ｃ ：Ｓ ｉ ｉ ｇ ｓ ｒ ｔ ｌ ｎ ｍｏ ｅ ｕ ｆｃ ｕ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｕ ｃ ｉｎ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ．Ｔ ｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｈ ｍａ ｉ ｍ ｅ ｅ ａ ｌ ｉ ｇ ａ ｄ ｄ ｓ ｓ ｒ ｅ ｆｎ ｔ ｎ ｏ ｔ ｌ ｇ ｆｎ ｔ ｒ ｉ ｓｅ ａ ｏ ｏｉ ｏ ｃ ｈ ｃ ｎ ｉ ｏ ｆ ｔ ｅ ｉ ｘ ｍｕ ｇ ｎ ｒ ｌ ｓｉ ｎ ｄ
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒ ｓ：Ｂ ｃ ｏ ｖ ｒｅ ；ｖ ｒ ｂ ｅ ｔ ｃｕ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｌ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ；Ｐ Ｉ ｕ ｋ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ａ ｌ －ｓ ｕ ｔ ｒ ｏ ｔ ｙ ｔ ｍ ｉ ｓｉ ｎ ｄ ｓ Ｓ Ｍ ｉ ｒ ｏ ｈ ｄ
四相交错并联buck变换器拓扑及其控制策略研究
一、概述本文旨在探讨四相交错并联buck变换器的拓扑结构及其控制策略，该主题在新能源领域中具有重要意义。
随着新能源技术的发展和应用，电力电子变换器作为能量传输和转换的核心设备之一，对其性能和效率要求日益提高。
四相交错并联buck变换器由于其高效率、高可靠性和较小的体积，在新能源领域中得到了广泛关注。
研究该拓扑及其控制策略具有重要的理论意义和实际价值。
二、四相交错并联buck变换器拓扑结构1. 拓扑结构概述四相交错并联buck变换器是一种多输出的电力电子变换器，其主要由四个相位的buck变换器并联组成。
通过交错控制策略，可以实现四相变换器的同时输出，可以有效提高系统的输出功率和扩展输出电压范围，具有较好的适应性和稳定性。
2. 工作原理四相交错并联buck变换器在工作过程中，四个buck变换器交错工作，每个变换器的开关管调制信号相位差为90°，实现了输出功率的平衡和负载的共享。
其工作原理基于开关管的开关控制，通过合理的PWM控制方式实现输出电压和电流的稳定调节，并有效降低系统的输出纹波和损耗。
三、四相交错并联buck变换器控制策略1. 开关控制策略在四相交错并联buck变换器中，开关控制策略对系统的稳定性和效率具有重要影响。
常用的开关控制策略包括固定频率PWM控制、电流调制控制和电压调制控制等，通过合理选择开关控制策略，可以实现系统的输出稳定和效率优化。
2. 输出功率均衡策略由于四相变换器的并联结构，四个相位之间存在功率均衡和负载共享的问题。
针对此问题，可以采用动态调节电流和电压的方法，实现输出功率的均衡分配，避免系统出现过载或失衡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 控制参数优化策略控制参数的优化对系统的性能和效率具有重要影响。
通过合理选择输出电压和电流的控制参数，可以实现系统的快速响应和动态稳定，提高系统的动态性能和抗干扰能力。
四、四相交错并联buck变换器应用研究1. 新能源领域应用四相交错并联buck变换器在新能源领域中具有广泛应用前景，可以用于太阳能发电系统、风力发电系统和电动汽车充电桩等领域，实现能量的高效转换和稳定输出，满足新能源系统的多输出需求和高效要求。
Buck变换器建模与非线性控制方法研究
Buck变换器建模与非线性控制方法研究分析DC-DC开关变换器建模的实际方式是研究开关电源的保障，对于分析和设计开关电源具有很大作用。
传统模型与实际电路之间存在一定偏差是设计开关变换器中重要的问题。
以此，文章分析了DC-DC开关变化器的建模，可以在一定程度上促进优化开关电源的性能以及提高设计效率。
标签：直流-直流变换器；建模分析；PID控制；非线性控制1 DC-DC概述在电路基础波形工作的前提下，充分研究DC-DC变换器，电子设备中，一次电源就是整流器，二次电源就是DC-DC变换器。
二次电源可以用来把振幅、频率等不可调方式下的直流振幅转变为可调的振幅、频率直流电压，上述过程可以很好地增加输出电能功率因数，所以，也可以叫做功率因数变换器。
依据输入输出是否存在隔离，可以把DC-DC变换器分为两种，隔离式和不隔离式；不隔离直流变换器依据具有的开关个数可以分为三类，双管、单管、四管，其中单管可以分为六种，包括Buck变换器、Buck-Boost变换器、Boost变换器、Cuk变换器、Zeta变换器、Sepic变换器，文章主要研究Buck变换器建模与非线性控制方法[1]。
2 Buck变换器建模的方法DC-DC变换器建模方式具有很多种方式，其中比较常用的就是小信号建模法、状态空间平均法、电路平均法、大信号建模法。
状态空间平均法就是从DC-DC 开关变换器工作过程中的所有子拓展结构的实际状态护法，利用时间来加权平均处理，以此可以得到统一的原电路状态方程，利用线性化和小信号扰动来处理，得到等效电路模型。
相比较原来方式，这种方式不是十分容易理解，并且具体有不同的断续和连续导通模式。
电路平均法实际上就是依据电路结构为基础，通过时间平均加权技术来合理分析电路，在不断增加电路元件以后，需要能够得到一定拓扑结构，进行大量计算[2]。
3 基于线性控制方法设计Buck变换器控制器现阶段，已经被大量运用的单闭环控制方式属于线性控制，主要就是利用点反馈形成闭环控制方案，这种方法是设计DC-DC变换器中最早使用的一种控制形式，主要就是通过参考电压和输出电压差值来设计相应的线性控制器，然后通过PWM控制器来达到控制开关通断的目的，最后能够保证输出电压系统具有符合参考的电压。
一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释
一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:四开关buck-boost变换器是一种常用的电力电子变换器，具有宽电压输入范围和高效率的特点。
本文旨在介绍一种针对四开关buck-boost 变换器的控制电路及控制方法，以优化其性能和稳定性。
通过对该变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析，我们将展示该变换器在电能转换和控制方面的重要性和潜力。
通过本文的阐述，读者将对四开关buck-boost变换器有更深入的了解，并对其在实际应用中具有的优势有更清晰的认识。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的内容进行简要介绍，提供读者一个整体的框架和概念。
在这篇文章中，我们首先介绍了引言部分，其中包括概述、文章结构和目的。
接着我们将详细讲解正文部分，包括四开关buck-boost 变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析。
最后我们将总结这篇文章，展望其创新性，探讨其应用前景。
整篇文章将从理论到实践，全面介绍一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法。
1.3 目的:本文旨在研究一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法，通过对该变换器的性能进行分析和优化，提高其效率和稳定性。
通过对控制电路的设计和控制方法的分析，我们将深入探讨该变换器在不同工况下的工作原理，为其在实际应用中提供更好的指导和参考。
同时，通过这项研究，我们也希望能够为电力电子领域的技术发展和应用提供一定的借鉴和启示，推动相关技术的进步和发展。
最终，我们的目的是通过这篇文章对四开关buck-boost变换器的控制进行深入研究，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示，推动电力电子技术的不断创新和进步。
2.正文2.1 四开关buck-boost变换器介绍四开关buck-boost变换器是一种高效率、高性能的DC-DC变换器，可以实现输入电压向上或向下转换为稳定的输出电压。
BUCK型开关变换器分数阶PI λD μ控制研究
（ ｓｔｔ ｏ ｌ ｔｃｌ ｆｒ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｔ ｎ ｊＵｎｖｒ ｔ， ｈｎ ｈ ｉ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｉ ｔｕｅ ｆ ｅ ｒ ａ Ｉ ｏｍａｏ ｎ ｉ ｅｉ ，ｏ ｇ ｉｅｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ２ １０ ， ｈｎ） ｎ ｉ Ｅ ｃｉ ｄ ｎ ｉ ｎ ｎ ｉ ｉ ８
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｓ Ｂｕ ｋ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｆ ａ ｔ ｎ ｌｏ ｄ ｒｃ ｌ ｕ ｕ ； ｚ ｃ ｏ ｖ ｒｅ ； ｒ ｃ ｉ ａ ｒ ｅ ａ ｃ ｌ ｓ ＰＩ Ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ； ｒ ａ ｅ ｅ ｓｔ ｎ ｎ ｏ ｏ ｔｏ ｌ ｒ ｐａ ｍ ｔ ｒ ｉ ｇ ｕ
关键词： ｕ ｋ Ｂ ｃ 变换器 ；分数阶微积分 ；分数 阶 ｐ 控制器 ；参数整定 Ｉ
中 图分 类 号： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文 献标 识 码 ： Ａ 国家 标准 学 科 分类 代 码： １．Ｏ ５０ ４
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｂ ｋ ｏ ｅ ｔ ｒｃ ｎｔｏ ａ ｅ ｎ ｆ ａ ｔｏ ａ ｒ ｒＰＩＤ ｃ ｎｔｏ ｌ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｕｃ ｃ ｎｖ ｒ ｅ ｏ ｒ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｌｏ ｄｅ ｏ ｒ ｌｅ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｆ ｒ ｒ ｍ ｏ ｉ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｅ ｆ ｔｅ ｔ ａ ｔ ｏ ｐ ｏ ｔ ｎｇ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｏ ｈ Ｂｕ ｋ ｏ ｖ ｒｅ ｃ ｔｏ ｌｄ ｙ ｒ ｄｔｏ ａ ＰＩ ｃ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｏｎｒ ｌｅ ｂ ｔａ ｉ ｎ ｌ Ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｅ， ｉ ｏ ｔｏ ｌｒ ｒ ｃｉ ｎ ｌｏ ｄ ｒＰＩ ｆａ ｔｏ ａ ｒ ｅ ｃ ｎｒｌ ｒ ｏ ｔｏ ｌ ，ｗｈ ｃ ｓｔｅｇ ｎ ｒ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｌ ｓｉａ ｎ ｅ ｅ ｒ ｅ Ｄ ｏ ｔｏ ｌｒ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｉ ｅ ｉ ｈ ｉ ｈ ｅ ｅ ａｉ ｔｏ ｆｃａ ｓｃ ｌｉｔ ｇ ｒｏ ｄ ｒＰＩ ｃ ｎｒ ｌ ， ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｔ ｚ ｅ
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BUCK 变换器的控制技术的研究
一、实验目的
1、理解开环、电压单闭环和电压电流双闭环控制策略的原理，完成系统闭环控制调试；
2、建立变换器的模型，通过仿真和实验掌握电压和电流调节器的参数设计方法；
3、验证BUCK变换器的输入输出波形特性，PWM波形，及输入输出数量关系，加深对BUCK变换器连续和断续工作模态下的工作原理及特性的理解。
二、实验内容
熟悉SG3525的原理及使用方法，理解PWM波产生过程；研究BUCK变换器开环、电压闭环、电压电流双闭环状态下电路各器件，包括功率管、二极管、电感电压电流工作情况，输入输出电量关系，控制电路参数对变换器的性能的影响。
观察电压纹波，观察不同电感、频率和负载对电流连续点的影响。
理解BUCK 变换器闭环控制过程，掌握闭环性能指标。
变换器的基本要求如下：
输入电压：20~30V
输出电压：15V（输出电压闭环控制时）
输出负载电流：0.1~1A
工作频率：50kHz
输出纹波电压：≤100m V
三、实验仪器
6 电压表 2
7 电流表 2
8 负载 1
四、实验原理
1)BUCK主电路原理图（图1）
图1.BUCK主电路原理图
2)控制电路SG3525内部结构框图（）
图2.SG3525内部结构框图
五、实验步骤
1、将BUCK变换器挂箱的所有开关关闭后再接线。
2、控制电路接20V直流电压，调节电位器RW1，用示波器观察并记录占空比为某一定值时SG3525 各管脚波形及驱动电路输出波形。
注意观察SG3525 的9脚、5脚波形和输出波形之间的关系，理解SG3525 芯片PWM 波产生过程。
调节RW2观测PWM波频率的变化，通过测得的PWM波计算PWM波频率。
3、控制电路接20V直流电压，主电路接6-30V可调直流电压，可控制开关S4
打在开环状态。
当将开关打在单环时，电路工作在单电压环控制模式下，打在双环时，电路工作在电压电流双环控制模式下。
分别观察三种控制模式下SG3525各管脚波形及驱动电路输出波形。
（一）.开环状态
（1）.电感电流连续情况：
打开主电路电源，使主电路工作电压为25V，观察电感支路的电流波形，调节负载，使电感工作在电流连续情况下。
用示波器观察并记录占空比为某一定值时场效应管漏源极与栅级间电压波形及它们之间的关系，理解场效应管的工作原理。
观察并记录电感支路、场效应管支路、二极管支路的电流波形，观测电感两端、二极管两端、负载两端的电压波形，理解变换器工作原理。
观测主电路输出电压随占空比D的变化情况，画出曲线，理解主电路的工作原理。
用示波器交流档观察输出电压纹波⊿U PP。
观测变换器的外特性
（2）.电感电流断续情况：
改变负载，使电感电流断续，观测场效应管漏源极波形情况，观测电感支路、场效应管支路、二极管支路的电流波形，观测电感两端、二极管两端、负载两端的电压波形，理解工作过程。
观测主电路输出电压随占空比D 的变化情况，理解主电路的工作原理。
（3）.重新选择主电路电感观测波形：
把L1、L2同时串入主电路中观测电感电流连续点变化情况。
（4）.观察二极管波形的吸收电路对二极管波形的影响。
把二极管波形的吸收电路和二极管连在一起，观察二极管两端波形尖峰情况的变化。
（5）.变频观察电感电流连续点变化情况。
调节RW1 使频率f=50KHz，调节负载，使电感电流波形处于临界连续状态，调节频率，当电感电流波形由临界连续变为断续时记录此时频率值，思考频率变化对电感电流连续点的影响。
（二）. 闭环状态
（1）. 单电压环控制模式
打到闭环单环控制状态。
调节电位器RW1，使主电路输出电压达到15V 。
调节主电路输入电压由20V 变到30V ，观测占空比的变化及输出电压变化值。
以此观察输出电压的稳定性，理解闭环控制原理。
将输入电压重新调到25V （输出仍为15V ），改变负载阻值，观察并记录输出电流与电压的变化关系。
改变PI 调节器参数，突加突卸负载，观察输出电压波形动态变化过程。
（2）. 电压电流双环控制模式
打到双闭环控制状态。
调节电位器RW1，使主电路输出电压达到15V 。
调节主电路输入电压由20V 变到30V ，观测占空比的变化及输出电压变化值。
以此观察输出电压的稳定性，理解闭环控制原理。
将输入电压重新调到25V （输出仍为15V ），改变负载阻值，观察并记录输出电流与电压的变化关系。
改变PI 调节器参数，突加突卸负载，观察输出电压波形动态变化过程。
六、 实验数据
经验证，在误差允许范围内符合in o U D U ⨯=。
七、 仿真
（一）. Matlab 仿真
（1）. 单电压环控制原理图（图3）（PID 调节器：比例系数为2.05，积分时间
为80.5微分时间为0）
图3.单电压环控制Matlab仿真图
图4.输出电压波形
在闭环控制中，输出一定时（电路其它参数不变），改变输入电压，输出电压基本不变，只是纹波程度不同。
占空比随输入电压的增大而变小。
（2）.电压电流双闭环控制原理图（图5）（电压调节器：比例系数为3，积分时间为100，微分时间为0:；电流调节器：比例系数为3，积分时间为95，微分时间为0）
图5.电压电流双闭环控制Matlab仿真图
（二）.Saber仿真
（1）.Saber仿真图（图6）
图6.saber仿真图（2）.连续模态
1)连续状态电感电流波形图（图7）
图7.连续状态电感电流波形2)连续状态输入输出电压波形图（图8）
图8.连续状态输入输出电压
（3）.断续模态
1)断续状态电感电流波形图（图9）
图9.断续状态电感波形
2)断续状态输入输出电压波形图（0）
图10.断续状态输入输出电压波形
八、分析与讨论
1、结合小信号建模、MATLAB仿真和实验，对BUCK变换器进行分析，总结出变换器电压单环和电压电流双闭环工作时电压电流调节器参数的设计原则。
答：小信号建模时，交流小信号频率g f应远远小于开关频率s f；变换器的转折频率
f（LC谐振频率）远远小于开关频率s f；电路中各变量的交流分量的幅值o
远小于想用的直流分量。
有时为化简模型，需要忽略开关频率及其边带、开关频带谐波与其边带。
2、比较电压单环和电压电流双闭环工作时变换器的动静态特性。
3、结合SABER仿真和实验，研究主电路电感电流连续和断续工作状态下变换器
的工作波形、输入输出的基本电量关系、变换器效率等问题，并和理论分析进行比较。
答：在开环状态时：在连续状态时，输出仅于占空比有关；在断续状态时，输出
与占空比、负载电流均有关。
电压环控制时：输出电压不受负载的影响，输出稳定。
实际降压式变换器滤波电感存在着线圈电阻，开关有压降，为了简化，可认为晶体管饱和压降与二极管正向压降相等，并用晶体管的饱和电阻代替，与电感线圈电阻之和用R 表示。
当L
R
τ=
远大于周期T 时，电感电流脉动很小，即纹波电压较小，o i o U DU RI =-，即输出电压随负载电流的增加会下降。
在实验中由于一些不可避免的损耗，所得到的波形图还是与理论值有一定的差别，但在误差范围内事可以接受的，可以在一定范围内显示Buck 电路的基本工作原理。