电压型与电流型Buck变换器的分析比较
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取Vg 48V、Vo Байду номын сангаас2V、fs 100kHz
额定负载电流io1=6A，空载电流io2=1.2A
1 2R L =0.56 C
(1 D) Rmax L =37 H 2 fs
取100µ H 取20µ F
（ 1-D） C =9.375 F 2 8Lf s 0.01
PSIM开环仿真：
电压型负载电流扰动
电流型负载电流扰动
对同样的负载电流扰动，电 流型输出电压扰动小，达到稳 态时间更快。
瞬态响应—参考电压扰动：
电压型参考电压扰动
电流型参考电压扰动 参考电压的影响都不能使输出 电压回到开始的12V。但电压型 t=7ms达到新稳态，而电流型 t=5.3ms达到新稳态；电流型响应 更快，波动更小。
仿真bode图：
电压型交流分析
电流型交流分析 电流型低频增益 高，穿越频率高，高 频性能更优越，故电 流型更稳定。
瞬态响应—输入电压扰动：Vg=48V→96V
电压型输入电压扰动
电流型输入电压扰动 t=5ms时输入电压扰动， 电压型输出电压明显波动， 而电流型很难觉察到波动
瞬态响应—负载电流扰动：
结论：
• • • PSIM输出电压波形 交流分析Bode图 三种扰动实验波形
1.输入电压扰动 2.负载电流扰动 3.参考电压扰动
• 同阶补偿网络下，电流型性能更优越！
o
平均电流型Buck变换器：
电流型补偿设计—电流环：
取 fic=30kHz、fiz=1kHz、 fip=100kHz
Mi=5.75dB
电流型补偿设计—电压环：
输出电压波形：
电压型输出波形
电压型启动3.5ms才达到 稳态12V，而电流型0.6ms 才稳定在12V，电流型性能 更优越。
电流型输出波形
电压型与电流型Buck变换器的设计分析
•
•
•
姓 名 ： 班 级 ： 指导老师 ： 、
本论文主要内容：
• • • • • • 1.Buck变换器参数设计及开环仿真； 2.Buck小信号模型的建立； 3.电压型单环补偿设计； 4.电流型双环设计； 5.PSIM闭环仿真及分析 6.三种扰动分析；
Buck变换器的参数设计：
开环PSIM仿真电路
PSIM输出 电压仿真
Buck小信号模型的建立：
Buck平均值低频小信号模型
电压型Buck变换器：
补偿网络介绍：
令水平段增益M， 则
电压型补偿设计：
故取 fc=6kHz M=-11.2 fz=300Hz fp=40kHz
电压型补偿设计：T (s) G (s)H (s)
额定负载电流io1=6A，空载电流io2=1.2A
1 2R L =0.56 C
(1 D) Rmax L =37 H 2 fs
取100µ H 取20µ F
（ 1-D） C =9.375 F 2 8Lf s 0.01
PSIM开环仿真：
电压型负载电流扰动
电流型负载电流扰动
对同样的负载电流扰动，电 流型输出电压扰动小，达到稳 态时间更快。
瞬态响应—参考电压扰动：
电压型参考电压扰动
电流型参考电压扰动 参考电压的影响都不能使输出 电压回到开始的12V。但电压型 t=7ms达到新稳态，而电流型 t=5.3ms达到新稳态；电流型响应 更快，波动更小。
仿真bode图：
电压型交流分析
电流型交流分析 电流型低频增益 高，穿越频率高，高 频性能更优越，故电 流型更稳定。
瞬态响应—输入电压扰动：Vg=48V→96V
电压型输入电压扰动
电流型输入电压扰动 t=5ms时输入电压扰动， 电压型输出电压明显波动， 而电流型很难觉察到波动
瞬态响应—负载电流扰动：
结论：
• • • PSIM输出电压波形 交流分析Bode图 三种扰动实验波形
1.输入电压扰动 2.负载电流扰动 3.参考电压扰动
• 同阶补偿网络下，电流型性能更优越！
o
平均电流型Buck变换器：
电流型补偿设计—电流环：
取 fic=30kHz、fiz=1kHz、 fip=100kHz
Mi=5.75dB
电流型补偿设计—电压环：
输出电压波形：
电压型输出波形
电压型启动3.5ms才达到 稳态12V，而电流型0.6ms 才稳定在12V，电流型性能 更优越。
电流型输出波形
电压型与电流型Buck变换器的设计分析
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姓 名 ： 班 级 ： 指导老师 ： 、
本论文主要内容：
• • • • • • 1.Buck变换器参数设计及开环仿真； 2.Buck小信号模型的建立； 3.电压型单环补偿设计； 4.电流型双环设计； 5.PSIM闭环仿真及分析 6.三种扰动分析；
Buck变换器的参数设计：
开环PSIM仿真电路
PSIM输出 电压仿真
Buck小信号模型的建立：
Buck平均值低频小信号模型
电压型Buck变换器：
补偿网络介绍：
令水平段增益M， 则
电压型补偿设计：
故取 fc=6kHz M=-11.2 fz=300Hz fp=40kHz
电压型补偿设计：T (s) G (s)H (s)