Buck电路设计与MATLAB仿真

Buck 电路设计与仿真姓 名： 朱龙胜 班 级： 电气 1102 学 号: 11291065 日 期: 2025 年 5 月 10 日 指导老师: 郭希铮 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: 得到下列计算结果fs(KHz）L(mH）C(μF)100.375500500。0751003、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：Vd=20VgmDSMosfetPulseGeneratormakDiode+L+C+Ri+-Inducor Currentv+-VoScopeOutput VoltageVo steady state value6.435Displaysimout2ILsimout3Vo1simout4PulseContinuouspowerguiB。 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：开关频率电感L（mH)电容C（μF)输出电压稳态值输出电压纹波值电感电流波动值fs(KHz）Vo（V)ΔVo（V）ΔIo(A)100.3755004.7360。026710.454174.3390。02750。8750.18755006。4350。05101。8500.0751004.7450。01971.0140.0983.34.3960.02240。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）100。37550050.02510。4541750.0250.8330.187550050.0252500。07510050.02510.0983.350.0250.833C．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，通过图中得到直流纹波电压为 0。0267V当 fs=10KHz，L=0.375mH, C=500μF，占空比 D=0。25,电流连续的临界状态时，由，得电感电流波动理论值是 1A ,由图像得到电感电流波动值是 1A，与理论计算相符合0.10870.10880.10...