基于PI控制方式的5A开关电源的PSIM仿真
基于PI控制方式的2A开关电源PSIM仿真研究
（1）了解BUCK变换器的基本结构及工作原理；
（2）掌握各参数的计算；
（3）会用PSIM软件画原理图；
（4）学会使用PSIM对各个电路图进行仿真。
三、Buck电路的总设计
3.1技术指标
输入直流电压(VIN)：10V
输出电压(VO)：5V；
输出电流(IN)：2A；
输出电压纹波(Vrr)：50mV；
采用Psim的参数扫描功能，由图可得，当L=61.6uH时，输出电流I=2A，输出电压 。输出电压纹波Vrr =50mV，电感电流脉动小于 所以选择L=61.6uH，理论分析和计算机仿真结果是一致的。
3.4原始系统的设计
采用小信号模型分析方法得Buck变换器原始回路增益函数GO(s)为：
假设PWM锯齿波幅值为 ，Байду номын сангаас样电阻 。
如图所示我采用的是PSIM自带的PI调节器，查用户手册得到其传递函数：
则系统总的传递函数为：
设穿越频率为 ，则系统的对数幅频特性为：
其中 ，振荡阻尼系数
为了增加系统的快速性，需要提高穿越频率 ，一般穿越频率以小于1/5 较为恰当。本次取 =15kHz，则穿越频率 。
将数据代入 得
相位裕度
一般相位裕度为：
基于PI控制方式的2A开关电源PSIM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
一、绪论
开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
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PI控制方式的9A开关电源Psim仿真研究
基于PI控制方式的9A开关电源Psim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：一、引言Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
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。
这次的课程设计，根据不同的负载电流、控制方式、仿真软件，每个人可以从中学到很多。
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psim仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真；（4）学会使用psim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、技术指标）：10V输入直流电压（VIN输出电压V:5VO：9A输出电流IN:50mV 输出电压纹波Vrr基准电压V:1.5Vref:100KHZ开关频率fs四、主电路的功率设计(1)滤波电容参数计算输出纹波电压只与电容C 的大小有关及Rc 有关：Nrr L rr C I Vi V R 2.0=∆=（1） 电解电容生产厂商很少给出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F Ω*80~50μ。
本例中取为F Ω*75μ。
由式(1)可得Rc=27.78m Ω，C=2707μF 。
(2)滤波电感参数计算当开关管导通与截止时变换器的基尔霍夫电压方程分别如式（2）、（3）所示：ONLON L O IN T i LV V V V ∆=--- （2） OFFLD L O T i LV V V ∆=++ （3）假设二极管的通态压降VD=0.5V，电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管的导通压降VON=0.5V。
基于PI控制方式的5A开关电源的PSIM仿真
基于PI控制方式的5A开关电源的PSIM仿真一、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PSIM用实例来研究PI控制器的调节作用。
二、BUCK总电路设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：12V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。
2.2主电路参数计算Buck变换器主电路如图（1）所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
图（1）(1)滤波电容参数计算输出纹波电压只与电容C 的大小有关及Rc 有关：Nrr L rr C I Vi V R 2.0=∆=（1） 将mv V rr 50=，A I N 5=带入得Ω=05.0c R ，电解电容生产厂商很少给出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F Ω*80~50μ。
本例中取为F Ω*75μ则：C=1500μF 。
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究(1)
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究(1)随着科技的不断发展，电子产品越来越普及，电源的研究也越来越重要。
A开关电源是一种常见的电源类型，它采用高频进行开关，能够将输入电压进行变换得到所需要的输出电压。
为了控制A开关电源，让它输出满足需求的稳定电压，一种被广泛应用的控制方式是PI控制。
PI控制是通过调节比例和积分两个参数来实现电源输出电压的控制，使用这种控制方法可以避免A开关电源的过零现象，减少输出噪声。
本文主要利用MATLAB进行基于PI控制方式的A开关电源的仿真研究。
首先，在MATLAB中进行A开关电源的建模。
建模的过程中需要考虑电源的输入电压、输出电压、开关周期等因素，并根据这些因素确定模型参数。
模型建立完成后，利用MATLAB的仿真器进行模拟实验，运用不同的控制策略，如比例控制、积分控制、PI控制等，观察电源的输出电压是否符合要求。
接着，在MATLAB中调整PI控制的参数，观察参数变化对电源稳定性和输出电压波动的影响。
通过调整PI控制的比例参数和积分参数，找到使得输出电压稳定的合理参数范围，并找出最佳参数组合。
通过对仿真结果的分析，可以得到如果要实现较为稳定的电源输出电压，需要控制PI控制器中的比例参数和积分参数同时进行调整。
最后，对实验数据进行统计分析，评估PI控制方式的有效性，并比较PI控制方式和传统控制方式的电源输出效果。
从实验结果可以看出，基于PI控制方式的A开关电源输出电压更稳定，噪声较小，与目标电压更为接近。
相比传统控制方式，PI控制方式能够更好地保证A开关电源的输出电压稳定性和可靠性。
综上所述，本文主要研究了基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真。
通过模型的建立、参数的调整和实验数据的分析，得出了PI控制方式在控制A开关电源输出电压方面的优越性。
这些研究结果对于电源的研究和应用，以及其他领域的自动控制方案的设计具有重要的参考价值。
基于PSIM的双电层电容器仿真器的研究
电容 ｃ Ｍ的电流 ｉ 使主电解 电容能够模拟大容 量的 Ｅ Ｌ 。Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ Ｄ Ｃ仿真器充 电模式 时， Ｑ 通常 为 Ｏ Ｆ状态、 行开关 ， Ｆ Ｑ进 由此形 成升压动作 ， 通过从负载来 的输出电流 ｆ 向主电解 电容 ｃ Ｍ供
ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｓｏ ｅｐｒ ｐｏ ｅ ｌｃｒｃ ｄ ｕ ｅ ｌｙ ｒｃ ｐａ ｉ ｒ ｓｍｕ ａ ｏ ． ｎ ｓ ｃ ｉｃ ｉ ａ ｓ ｌ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｎ ｏ ｒ ｃｎ ｓ ｆ ｔ ｏ ｓ ｄ ｅ ｅ ｔｉ ｏ ｂｌ ａ ｅ ａ ｃｔ ｉ ｌ ｔ ｒ Ｉ ｕ ｈ ｃ ｕ ｔ ｍａ ｌ ａ ａ ｉｙ ｃ － ｈ ｏ ｒ
第２ ４卷第 ３４ ／ 期 ２ １ 年 ８月 ０ １
常 州 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｇ ｈ ｕ Ｉ ｔ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＣｈ ｎ ｚ ｏ ｎｓ ｔ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏｌ ｇ ｉ
ＶＯ ． ４ Ｎｏ ３ ４ １２ ． ／
Ａｕ ２ １ ｇ． ０１
给充 电电流 ｆ ， ｃ 通过升压斩波器控制 ， ｆ ｕ 使 为 ｆ Ｌ
的 １Ｋ倍 ， ／ 所以负载 电流 ｆ 的大部分流人升压斩 。 波器， 此时通过使 Ｐ ＷＭ 整流器 的逆变动作 ， 使不
图１ Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ仿 真器 图 假 设 Ｅ Ｌ 的静 电 容量 为 Ｃ 充 放 电电 流 为 Ｄ Ｃ 、 ｉ、 ｃ 电容 的初 始 电压 为 Ｕ （ ０＋） 则 ｔ 刻 电容 的 ， 时 电压 ｕ ｃ为 ： 与具有 ＫＣ Ｍ静 电容量 的 电容 的端 子 电压 等效 ， 因
中图 分类 号 ：Ｍ５ １５ Ｔ ３ ． 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ０ ３ （０ １０／ — ０ １ ０ １７ — ４ ６ ２ １ ）３ ０ ０ ０ — ５ ４
基于PSIM的无刷直流电机控制系统仿真
Ｔ ｍｅ（ ｓ ｉ ｒ） ｎ
图 ５相 电流波 形
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［ 李钟 明 ， ２ 】 刘卫 国． 土永磁 电机［ ］ 稀 Ｍ． 北京 ： 国防工业 出版社 ，
１９． ９ ９
［】 ３ 周波 ， 赵剑 锋 ， 羊俊． 无刷直流 电动机系统的 Ｐｐｃ ｓｉ ｅ建模与
仿真方 法［． Ｊ数据采集与处理 ，９９１（ ） －２ 】 １９ ，４ １： １． ８
Ｓｍｕａｉｎｏ ＤＣ Ｍｏｏ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓ ｄｏ Ｓ Ｍ ｉ ｌｔ ｆ ｏ ＢＬ ｔｒＣ ｎｒ ｌ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎＰ Ｉ Ｓ
成Ｐ ＷＭ调制波 ， 控制逆变器的实际输出电压 。逻辑
无刷直流电动机的电磁转矩方程与普通直流电 机相似， 电磁转矩大小与磁通和电流幅值成正 比， 其 所以控制逆变器输出方波电流的幅值 即可控制无刷
直流电机的转矩 。 为产生恒定的电磁转矩 ， 要求定子
电流为方波， 且在每半个周期 内， 方波 电流持续时间 为 １０ ２ 度电角度 ， 两者应严格同步。 由于在任意时刻
眺驸÷ 兰
３
力 电子和电机控制的专业仿真软件 ，能够提供友好
的用户界面，具有快速仿真和多功能波形处理等优
点， 并包括有丰富的控制元件库（ 包括无刷直流 电机
式 中 ： ． Ｕ， ａ Ｕ
为三相 定子绕 组相 电压 ；、、 ｉ ｉｉ ｅ
为三相定子绕组相电流 ； 、 、。 ｅ ｅ ｅ为三相 电子绕组相 反 电动势 ； 为每相绕组的 自感 ； Ｌ Ｍ为每两相绕组 的
基于psim的电源技术课程仿真教学研究
基于psim的电源技术课程仿真教学研究1. 引言在当今高科技发展快速的时代，电源技术作为电气工程领域的重要分支，对于现代工程技术发展具有深远的影响。
而在电源技术课程的教学中，如何结合仿真技术进行教学研究，已成为当前教育领域的热点问题之一。
本文将从基于psim的电源技术课程仿真教学研究展开详细探讨，旨在为读者提供深入、全面的了解，并对其进行个人观点和理解的共享。
2. 依据内容、主题或概念进行全面评估我们需要了解psim是什么、电源技术课程教学的特点和需求，以及如何结合psim进行教学研究。
psim是一种专业的电力电子仿真软件，具有直观的界面和强大的仿真能力。
在电源技术课程中，学生往往需要通过理论知识和实际操作相结合的方式才能更好地理解和掌握相关知识。
基于psim的仿真教学具有很大的优势，可以有效地提高学生的学习兴趣和学习效果。
3. 逐步探讨主题3.1 psim在电源技术课程中的应用基于psim的电源技术课程仿真教学最大的优势在于其直观的仿真效果和强大的教学功能。
教师可以借助psim软件，结合具体的实例，直观地展示电源技术的原理和运行过程，使抽象的理论知识变得具体而生动。
学生可以通过观察psim仿真结果，更好地理解电源技术的相关知识，培养学生的实践能力，增强他们的创新思维。
3.2 电源技术课程教学的深入与广度基于psim的电源技术课程仿真教学旨在帮助学生深入理解电源技术的原理和应用，提高学生的创新思维和实践能力。
在教学过程中，教师不仅应注重理论知识的讲解，还应引导学生通过psim软件进行仿真实验，加深对电源技术的认识，并结合实际案例进行广度的拓展。
只有将理论知识与实际应用结合起来，学生才能真正掌握所学的知识。
4. 总结与回顾基于psim的电源技术课程仿真教学研究，不仅有助于提高学生的学习兴趣和学习效果，还有助于培养学生的创新思维和实践能力。
在教学实践中，教师应注重引导学生运用psim软件进行仿真实验，并结合实际案例加深对电源技术知识的理解。
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究-V1
基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究-V1基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究一、引言A开关电源是一种高效率、高稳定性的电源，被广泛应用于通信、计算机、医疗等领域。
而PI控制方式是一种常见的控制方式，具有简单、实用、易实现等特点。
本文旨在探究基于PI控制方式的A开关电源的MATLAB仿真研究，以期为相关领域的研究人员提供参考。
二、A开关电源的基本原理A开关电源由开关管、变压器、软件控制器等组成。
在输入电源通过变压器转换后，输出电压通过开关管的断开和闭合控制来实现，其中软件控制器起到控制作用。
整个过程中还需要使用滤波器来减小噪声和杂波干扰。
三、PI控制方式的基本原理PI控制方式是一种通用的控制方式，通常由比例控制和积分控制两个部分组成。
比例控制负责将实际值与设定值进行比较，并产生误差信号；积分控制则通过积分误差信号来降低系统稳定性。
通过调整比例系数和积分系数，可以实现良好的控制效果。
四、基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究1.搭建仿真模型：将A开关电源等元器件通过MATLAB仿真工具进行搭建，设定仿真参数和控制器的比例系数和积分系数。
2.进行仿真分析：通过仿真结果，可以得到电源的输出波形和相应的电压、电流和功率状态等。
同时还需要对控制效果进行分析和评价。
3.系统优化：根据仿真结果，逐步对系统进行调整和优化，以提升电源的性能和稳定性。
五、研究结论通过MATLAB仿真工具对基于PI控制方式的A开关电源进行研究，可以得出以下结论：1. A开关电源能够实现快速、准确、可靠的输出电压；2. PI控制方式能够有效降低系统稳定性；3. 根据仿真结果，可以对系统进行优化和调整，以提升电源的性能和稳定性。
六、结语本文简要介绍了基于PI控制方式的A开关电源MATLAB仿真研究，从原理、仿真模型和研究结论等方面进行探究和总结。
希望此研究对相关领域的研究人员提供一定的参考价值。
基于pi控制方式的a开关电源multisim仿真研究大学论文(1)
基于pi控制方式的a开关电源multisim仿
真研究大学论文(1)
本论文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并分析了电源设计中的问题及其解决方法。
一、介绍
A开关电源是一种高效、快速响应的DC-DC转换器，广泛应用于各种应用领域，尤其是电子设备中。
本论文的研究对象是基于PI控制方式的A开关电源，在这种控制方式下，开关管的开关频率可以调节，从而实现电源输出端电压的稳定。
二、PI控制方式
PI控制方式是一种常用的闭环调节控制方法，它由比例（P）和积分（I）两个部分组成。
PI控制器可以对电源输出电压进行精确控制，并且具有响应速度快、稳定性高等优点。
三、A开关电源的Multisim仿真
Multisim是一款常用的电路仿真软件，可以帮助电源设计师设计和验证电路的功能及性能。
本论文使用Multisim对基于PI控制方式的A 开关电源进行了仿真，通过调节开关频率和PI控制器的参数等，调整电源输出端的电压，达到稳定的状态。
四、电源设计中的问题及其解决方法
在电源设计中，会遇到一些问题，如：开关频率不稳定、电源输出电压波动等。
为了解决这些问题，本论文提出了以下解决方法：
1.调整开关频率，使其在一定范围内稳定，从而保证电源输出端电压
的稳定性。
2.调整PI控制器的比例和积分参数，使其更加精准地控制电源输出端电压。
3.添加稳压管等器件，以保护电源免受短路等故障的影响。
五、结论
本文通过对基于PI控制方式的A开关电源的Multisim仿真研究，探讨了该控制方式在电源设计中的作用，并提出了解决方案，可以为电源设计工程师提供参考。
基于PSIM的_电力电子技术_仿真教学研究_罗如山
中图分类号：G642.423
文献标识码：A
文章编号：1007-0079（2012）27-0085-02
“电力电子 技 术”课 程 是电气 工 程 及其自动 化专业本专 科 教 学的 重 要专业 课 程，无 论 学分 还是课 时，在专业 教学 计 划所占的 比例都比较大。学生学好本门课程的意义不仅在于获得相应的学 分，而且对其继续深造或者就业都有很大的帮助。在研究生阶段， “电力电子与电力传 动”是电气 工 程 一 级 学 科下属的二 级 学 科方 向之一。而 随 着 对传 统 工业 的改 造和 节 能 减 排 政 策的实 行，电 力 电子技术在我国的应用也得到了普及和推广。在就业市场上，很多 职位和本课程有着直接的关系，有些单位甚至要求应聘者必须掌 握本课程的特定内容。一般而言，在学习“电力电子技术”课程之 前，学生已经学习了“电路”、“电子技术”以及“电机与拖动”等 专业 基 础 课，其 后 续的 课 程 包 括“电力拖动自动 控制原 理”、“开 关电源技术”等，因此“电力电子技术”课程在教学体系中有着承 前启后的作用。
总第250期 DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2012.27.038
基于PSIM的“电力电子技术”仿真教学研究
实验实践
罗如山 陈政石 刘 美
摘要：对PSIM仿真软件在“电力电子技术”教学实践中的应用进行了研究，以升压斩波电路为例，建立电路模型进行仿真。仿真结果可以验
证理论知识，也可以为实验或制作提供参考，对提高教学效果有很大的帮助。
二、升压斩波电路仿真 升压斩波电路是“电力电子技术”课程的重点内容，其电路以 及衍生电路在实际中有广泛的应用，以下将通过实例说明PSIM在教 学中的应用。 1.升压斩波电路原理与电路结构 升压斩波电路可以用PSIM软件绘制，如图1所示。假设电路工 作于稳定状态，其中电感值和电容值很大。当MOSFET处于通态时， 电源E向电感L充电，同时电容C向负载R供电，因电容很大，基本保 持输出电压为恒值Uo。设MOSFET处于通态的时间为ton，此阶段电 感L上积蓄的能量为EI1ton。当MOSFET处于断态时，E和L共同向电容 C充电并向负载R提供能量。设MOSFET处于断态的时间为toff，则在 此期间电感L释放的能量为^Uo - Eh I1 toff 。
基于PSIM的开关电源仿真设计
（ １ｇ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｗ ｅ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ ２ ６ １ ０ ６ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｓ ｅ ｐ ．２ ５，２ （ ） １ ３，Ｖｏ １ ３ ０ Ｎｏ． ５
．
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ６ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ １ ３ — ０ ３
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２ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ Ｓ Ｅ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ９ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
一
种 反 激 式 开 关 稳 压 电源 电路 ， 并采用 Ｐ Ｓ Ｉ Ｍ 软 件 对 该 设 计进 行 了仿 真 。 关 键 词 ：开 关 电 源 ； Ｐ Ｓ Ｉ Ｍ； Ｐ ＷＭ； ＵＣ ３ ８ ４ ２
中 图分 类 号 ： ＴＮ ８ ６
文献标 识码 ： Ａ
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｍｏ ｄ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｐ Ｓ Ｉ Ｍ
从入uc3842内部误差放大器的反向输入端2脚误差放大器同向输入端在芯片得到的基准电压信号经误差放大器后得误差放大信号ue而ue送到c3842内部电流检测比较器的输入端电流检测比较器的另一端就是3脚3脚接电流反馈信号这就构成了双闭环系统
最新基于PI控制方式的4A开关电源Multisim仿真研究
基于PI控制方式的4A开关电源Multisim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：目录0 绪论 --------------------------------------------------------------------- 21 设计要求 ----------------------------------------------------------------- 22 主电路参数计算 ----------------------------------------------------------- 22.1 电容参数计算 --------------------------------------------------------- 2 2.2 电感参数计算 --------------------------------------------------------- 33 补偿网络设计 ------------------------------------------------------------- 53.1原始系统的设计 -------------------------------------------------------- 63.2补偿网络相关参数计算 -------------------------------------------------- 74 负载突加突卸 ------------------------------------------------------------- 104.1满载运行 -------------------------------------------------------------- 114.2突加突卸80%负载 ------------------------------------------------------ 125 小结 -------------------------------------------------------------------- 14参考文献 ------------------------------------------------------------------ 140 绪论开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
PI控制方式的6A开关电源PSIM
基于PI控制方式的6A开关电源PSIM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：绪论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。
PI 控制器提高了系统的类型，从而有效地改善了系统的稳态误差，但稳定性会有所下降。
PD控制器可以预测作用误差，使修正作用提前发生，从而有助于增强系统的稳定性。
PID控制器保持了PI控制器改善系统稳定性能的优点，同时多提供一个负实数零点，使得在提高系统动态性能方面具有更大的优越性。
1.基于PI控制方式的Buck电路的综合设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：10V输出电压(VO)：5V；输出电流(IN)：6A；输出电压纹波(Vrr)：50mV；基准电压(Vref)：1.5V；开关频率(fs)：100kHz。
2.2 Buck主电路的参数设计Buck变换器主电路如图1所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
基于PSIM的PWM逆变器通用仿真模型
基于PSIM的PWM逆变器通用仿真模型作者：赵春柳来源：《电脑知识与技术》2013年第17期摘要：PWM（Pusle Width Modulation，PWM）逆变器的应用越来越广泛，而PWM逆变器的控制模式又多种多样，因此对于系统仿真而言，建立PWM逆变器的通用仿真模型就尤为重要。
该文建立三相全桥PWM逆变器的仿真模型，通过仿真表明该模型具有结构简单、通用性好和仿真效率高的特点。
关键词：逆变器；PWM；PSIM模型；PI；仿真中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）17-4127-031 概述PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好等优点成为电力电子技术最广泛的应用方式。
交、直流斩波电路是PWM控制技术应用最早、也较为成熟的一类电路，PWM控制技术在逆变电路中的应用最具有代表性。
SPWM（Sinusoidal PWM， SPWM）控制技术相对传统的移相控制实现的逆变具有谐波成分少的优点；而SVPWM（Space Vector PWM，SVPWM ）技术实现的逆变器可以较小的开关频率实现高性能的逆变控制，同是也是目前普遍采用的控制技术。
本通过三相全桥逆变器的数学模型得出的仿真模型，虽然是一种简化的、理想的模型，但在控制算法的验证方面是可行的。
2 三相全桥PWM逆变器的数学模型在对电压型三相全桥逆变器进行建立数学模型是可以有两种可采用的方法，一种是建立基于开关管的开关函数的数学模型，另一种是建立基于开关管的导通占空比的数学模型。
这两种数学各有优缺点，一般基于开关管导通占空比的数学模型宜于进行控制算法的实现，而基于开关管的开关函数的数学模型宜于建立仿真模型，在仿真时更有优势。
由于本文是要建立通用的PWM逆变器的仿真模型，所以采用基于开关函数的三相全桥逆变器的数学模型。
图1为电压型三相全桥逆变器的原理图。
为便于分析及数学模型的建立，忽略开关管的结电容效应，将导通时的等效电阻与电感器L的电阻合并为R，一并考虑。
基于PID控制方式9A开关电源Psim仿真研究
基于PID控制方式9A开关电源Psim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：13电卓姓名：***学号： ********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。
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。
目前，开关电源以高效率、小体积、重量轻、安全可靠等特点，以用来作为电脑、家电、通信设备等现代化用电设备的电源，为世界电子工业产品的小型化、轻型化、集成化作出了很大的贡献，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
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。
PI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。
基于PID控制方式的5A开关电源PSIM仿真研究
目录1 引言 ................................................................................................................................................................................ - 1 -2 基于PID控制的Buck电路主电路设计及参数计算 ................................................................................................... - 1 -3 补偿网络设计................................................................................................................................................................. - 6 -4 负载满载运行及突加突卸........................................................................................................................................... - 12 -5 电源扰动20%时电路图及仿真图................................................................................................................................ - 16 -6 作业小结 ...................................................................................................................................................................... - 17 - 参考文献 .......................................................................................................................................................................... - 18 -1 引言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。
PSIM仿真技术在电力电子技术教学中的应用
PSIM仿真技术在电力电子技术教学中的应用【摘要】在电力电子课程教学中，许多学生对各种电力变换电路的缺乏基本认识，往往达不到好的教学效果。
为了解决这一问题，本文借助于PSIM强大的仿真功能，并以电力电子整流电路和升压斩波电路为例，介绍PSIM软件在电力电子教学中的应用。
直观实时的仿真结果使学生更易理解和掌握课程的基本知识，从而在有限的教学时间内取得较好的教学效果，有效提高教学质量。
【关键词】电力电子技术；PSIM仿真；整流电路；斩波电路1.引言随着科技和经济以及电力电子技术自身的快速发展，电力电子技术日益成为了基础性和应用性都很强的技术，在电气工程、自动化工程、电子工程、通信工程等诸多工程领域已得到广泛应用，因此多数高校都将电力电子技术作为电气工程专业的必修课程。
本课程主要讲授电能的转换和控制，通常是采用波形分析法进行分析，通过比较电路图和波形图的变化来阐明各种变流电路的基本原理和工作过程。
由于电力电子变换器的电路拓扑形式多样，而且所带负载不同时，变换器的工作特性和输出波形等会发生相应改变，现有的教材主要用文字、公式和波形图等方式讲述变换器的工作原理及过程。
这种教学形式单调，导致学生的学习效果差。
同时随着高校课程的改革，电力电子技术的课时有不同程度的挤压，对于理论学时少而教学内容多的电力电子技术教学面临更大的压力。
现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的途径，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加简单有效，同时也成为我们学习电力电子技术必不可少的重要手段。
PSIM是专门为电力电子和电机控制而设计的仿真包，仿真快速且有着友好的用户界面，PSIM还提供了强大的仿真环境，可以从事电力电子、模拟数字控制、电机驱动等方面的仿真。
目前，应用PSIM进行电力电子系统的分析、建模、开发受到了广泛的关注。
本文采用PSIM仿真软件，对单相半波可控整流电路和升压斩波电路进行建模仿真，仿真结果与理论分析一致，验证了建模方法的正确性。
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基于PI控制方式的5A开关电源的PSIM仿真一、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PSIM用实例来研究PI控制器的调节作用。
二、BUCK总电路设计Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck 族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
2.1技术指标输入直流电压(VIN)：12V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。
2.2主电路参数计算Buck变换器主电路如图（1）所示，其中Rc为电容的等效电阻ESR。
图（1）(1)滤波电容参数计算输出纹波电压只与电容C 的大小有关及Rc 有关：Nrr L rr C I Vi V R 2.0=∆=（1） 将mv V rr 50=，A I N 5=带入得Ω=05.0c R ，电解电容生产厂商很少给出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F Ω*80~50μ。
本例中取为F Ω*75μ则：C=1500μF 。
(2)滤波电感参数计算当开关管导通与截止时变换器的基尔霍夫电压方程分别如式（2）、（3）所示：ONLON L O IN T i LV V V V ∆=--- （2） OFFLD L O T i LV V V ∆=++ （3） 假设二极管的通态压降V V D 5.0=，电感中的电阻压降V V L 5.0=，开关管的导通压降V V ON 5.0=。
又因为sON OFF f T T 1=+ （4） 所以由式（2）、（3）、（4）联立可得us T ON 667.4=，并将此值回代式(2)，可得L=29.86uH （此处取30uH ）。
（3）负载电阻计算 Ω===155AV I V R N O L 2.3用Psim 软件参数扫描法计算当L=10uH 时，输出电压和电流以及输出电压、电流纹波如图（2）所示。
图（2）当L=30uH时，输出电压和电流以及输出电压、电流纹波如图（3）所示。
图（3）当L=45uH时，输出电压和电流以及输出电压、电流纹波如图（4）所示。
图（4）采用Psim 的参数扫描功能，由图可以看出，当L=10uH 时调节时间短但mV V rr 50>,当L=30uH 时调节时间较短且mV V rr 50<,当L=45uH 时调节时间较长。
综合考虑选取L=30uH,这与理论结果一致。
三、补偿网络设计3.1原始系统的设计采用小信号模型分析方法得Buck 变换器原始回路增益函数GO(s)为： ()LCs RL s sCR V s H V s G C IN mO 211)(1)(+++••=假设PWM 锯齿波幅值为Vm=1.5V ，采样电阻Rx=3.5kohm ，Ry=1.5kohm 。
2854104.51031101.82.4s s s ---⨯+⨯+⨯+=采样网络的传递函数为：266661027001030110301)05.01050011(123.05.11)(s s s s G O ----⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=根据原始系统的传递函数可以得到的波特图如图(5)所示，MATLAB 的程序如下：num=[0.000180 2.4]; den=[0.000000045 0.00003 1];g0=tf(num,den); bode(g0); margin(g0);图（5）如图所得，该系统相位裕度 40.5度，穿越频率为1.48kHz,所以该传递函数稳定性和快速性均不好。
需要加入补偿网络使其增大穿越频率和相位裕度， 增加系统的快速性和稳定性。
3.2补偿网络相关参数计算采用如图（6）所示的PI 补偿网络。
PI 环节是将偏差的比例（P ）、积分(I)环节经过线性组合构成控制量。
称为PI 调节器。
这种调节器由于引入了积分环节（I ）所以在调节过程中，当输入和负载变化迅速时，此环节基本没有作用，但由于积分环节的引入在经过足够长的时间可以3.0)(=+=xy y R R R s H将系统调节到无差状态。
图（6）采样电压为1.5V 则取采样电阻R6、R7分别为3.5K 和1.5K 。
如图所示我采用的是PSIM 自带的PI 调节器，查用户手册得到其传递函数为：TS TS K s Gc 1)(+= 则系统总的传递函数为：Ts1103104.51Ts )1s 107.5(2.4k )(5285）（）（+⨯+⨯++⨯=---s s s G设穿越频率为c ω，则系统的对数幅频特性为：︒︒⨯++=90--12arctan -90-10arctan7.5T arctan 0)(2nc ncc 5-c c ）（ωωωωξωωωφ其中8n 104.51-⨯=ω，振荡阻尼系数n8--52104.5103ωξ⨯⨯⨯=为了增加系统的快速性，需要提高穿越频率c f ，一般穿越频率以小于1/5s f 较为恰当。
本次取c f =15khz ，则穿越频率rad/s 109.42150003.142f 24c c ⨯=⨯⨯==πω。
︒⨯=188.06-T 10arctan9.424︒︒≤⨯≤63.06T 10arctan9.4258.064︒≤⨯≤ 1.97T 109.421.64-5-5102.1T 101.7⨯≤≤⨯将数据代入︒︒⨯++=90--12arctan-90-10arctan7.5T arctan 0)(2nc nc c 5-c c ）（ωωωωξωωωφ得 ︒︒︒+⨯=90-180-81.94T 10arctan9.42)(4c ωφ相位裕度︒︒⨯=+=8.06-T 10arctan9.42)(1804c ωφγ 一般相位裕度为︒︒≤≤5550γ则 ︒︒︒≤⨯≤558.06-T 10arctan9.42504取-5102.0T ⨯=,将K 取不同的值在MATLAB 上仿真得到k=20时较为理想。
则PI 传递函数为：s102.01s 102.020)(55c --⨯+⨯⨯=）（s G 绘制PI 传递函数伯德图，程序如下： num=[40e-5 20];den=[2e-5,0]; g=tf(num,den); margin(g)图（7）则系统总的传递函数为：SS S S S G S 5210313328)(102106109481056.4102.7-----⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=通过matlab 绘制系统伯德图，程序如下：num=[0.000180 2.4];den=[0.000000045 0.00003 1]; g0=tf(num,den); bode(g0); margin(g0); hold onnum=[40e-5 20]; den=[2e-5,0]; g=tf(num,den); margin(g); hold onnum=[0.00018 2.4];den=[0.000000045 0.00003 1]; f=tf(num,den); num1=[40e-5 20]; den1=[2e-5 0]; g=tf(num1,den1);num2=conv(num,num1); den2=conv(den,den1); margin(num2,den2)总系统伯德图如下图：由图可以看出矫正后的系统相位裕度7.53，穿越频率为14.7kHz ，系统的的快速性和稳定性都得到改善。
四、负载突加突卸4.1满载运行满载运行的电路图如图（6）所示，仿真结果如图（8）所示。
图（8）4.2突加突卸80%负载计算参数：Ω=Ω=ΩΩ===25.11//5515112.0o n n N R R AV A V A I 负载突加突卸电路图如图（9）图（9）仿真结果如图（10）所示图（10）五、与双零点双积点的比较双零点双积点的电路图如图（11）所示：图（11）仿真结果如图（12）所示图（12）负载突加突卸电路图如图(13)所示图（13）仿真结果如图（14）所示：图（14）由PI调节的仿真结果和双零点双积点调节的仿真结果不难看出如下结论：（1）PI调节的超调量比双零点双积点调节方式要大（2）PI调节的调节时间比双零点双积点调节方式要小，快速性好（3）PI调节的抗扰动能力比双零点双积点调节方式要差，且PI扰动恢复时间较长六、小结参考文献[1]张卫平等.开关变换器的建模与控制[M].北京:中国电力出版社,2006.01.[2]万山明,吴芳.开关电源(Buck电路)的小信号模型及环路设计[J]. 电源技术应用,2004,7(3):142-145.[3]杨旭等.开关电源技术[M].北京:机械工业出版社,2004.03.[4]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，1999:176～184.[5]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2002:258～263.[6]周志敏.周纪海.开关电源实用技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2003:15～17.[7] 张兰红.基于电流控制技术反激式变换器研究[J].南京：南京航空航天大学，2001:68～75.[8]张崇巍，张兴. PWM 整流器及其控制[M].北京：机械工业出版社，2003:325～328.。