Buck电路设计与MATLAB仿真

Buck 电路设计与仿真 * 名： *** 班 级： 电气1102 学 号： ******** 日 期： 2014 年5 月10 日 指导老师： *** 北 京 交 通 大 学 计算机仿真技术作业四 题目：Buck 电路的设计与仿真 1、Buck 电路设计： 设计一降压变换器，输入电压为 20V，输出电压 5V，要求纹波电压为输出电压的0.5％，负载电阻 10 欧姆，求工作频率分别为 10kHz 和 50kHz 时所需的电感、电容。比较说明不同开关频率下，无源器件的选择。 2、Buck 电路理论计算: 由以下公式计算: 20.252.0.5A(1)3.5%8()4.2odooososdoLBOBVDVVIRVTDVLCDT VVIIL1.占空比: 负载电流: 纹波电压: 电流连续条件： 得到下列计算结果 fs(KHz) L(mH) C(μF) 10 0.375 500 50 0.075 100 3、Buck 电路仿真: 利用 simpowersystems 中的模块建立所设计降压变换器的仿真电路。输入电压为 20V 的直流电压源，开关管选 MOSFET 模块(参数默认)，用 Pulse Generator 模块产生脉冲驱动开关管。分别做两种开关频率下的仿真。 (1)使用理论计算的占空比(D=0.25)，记录直流电压波形，计算稳态直流电压值，计算稳态直流纹波电压，并与理论公式比较，验证设计指标。 4、仿真过程:: A．建立模型: 建立仿真模型如下如所示: B. 记录数据: 仿真算法选择ode23tb,最大步长为0.1s，占空比D=0.25 进行仿真，记录数据如下表所示： 开关频率fs(KHz ) 电感L(mH) 电容C(μF) 输出电压稳态值 Vo(V) 输出电压纹波值 ΔVo(V) 电感电流波动值 ΔIo(A) 10 0.375 500 4.736 0.0267 1 0.45 417 4.339 0.0275 0.875 0.1875 500 6.435 0.0510 1.8 50 0.075 100 4.745 0.0197 1.014 0.09 83.3 4.396 0.0224 0.875 与理论值对比 开关频率fs(KHz ) 电感L(mH) 电容C(μF) 输出电压稳态值 Vo(V) 输出电压纹波值 ΔVo(V) 电感电流波动值 ΔIo(A) 10 0.375 500 5 0.025 1 0.45 417 5 0.025 0.833 0.1875 500 5 0.025 2 50 0.075 100 5 0.025 1 0.09 83.3 5 0.025 0.833 C．仿真过程: 当 fs=10KHz ,L=0.375mH C=500μF, 占空比D=0.25,电流连续的临界状态时，记录稳态直流电压值 Vo=4.736V，稳态直流电压理论值 5V 计算稳态直流纹波电压的理论值 2(1D)0.025V8sooT VVCL,通过图中得到直流纹波电压为0.0267V 当 fs=10KHz ,L=0.375mH, C=500μF,...