Buck變换器仿真设计报告.docVIP

Buck变换器仿真设计报告 设计要求 输入电压：30-60VDC48V） 输出性能： –Vout 24VDC –Vout(p-p) 25mV –Iout 2A –Iout =0.1A 其他性能： –开关频率 200kHz  主电路参数设计 占空比 滤波电感 0.1A时电感电流临界连续。 滤波电容 取。 取。 负载 对于阻性负载有。由于Iout=0.1A时，电感电流临界连续。在额定电压、额定占空比下Iout=2A，可求得额定，断续时负载值。  闭环反馈设计 确定开环传递函数 增加检测及调制环节 选择补偿环节 确定补偿环节参数 截止频率取1/5fs，即fc=40kHz。 取R1=1kΩ，R2=270kΩ。 选定K=fc/fz=fp/fc。取K=4。 因此fz=10kHz，得C1=58.95pF，取C1=56pF；fp=160kHz，得C2=3.68pF，取C2=3.6pF。 仿真与分析 理想器件开环仿真 输入电源用48V理想直流源，开关管用理想MOSFET和额定占空比0.5。续流二极管采用理想二极管。滤波电感、电容均采用理论值。 电路组成 额定功率下仿真结果 上图为输入48VDC，额定功率下输出电流、电压波形。如图可知，输出电压平均值为23.64V，纹波为20.88mV；输出电流平均值为1.97A，纹波为1.74mA。基本达到设计要求，有略微偏小的原因可能为线路中的压降。 电流临界连续情形 上图为负载240Ω时滤波电感电流波形，可知电流变化为0.0126A~0.1829A，电流即将断续，符合设计要求。  闭环设计与仿真 实际器件电应力 开关管的工作频率为200kHz，承受最大应力为60V，选取功率管irf460。续流二极管的工作频率为200kHz，承受最大反向电压为60V，选取二极管esm244_300。 闭环设计 采用滞后校正环节。 额定功率下仿真结果 上图为输入30~60VDC时，输出电压的波形。如图可见，虽然输入电压有变化范围，但是输出电压恒定，实现闭环控制。 上图为稳定时输出电流、电压波形。如图可知，输出电压平均值为24.0V，纹波为24.17mV；输出电流平均值为2.0A，纹波为2.013mA，达到设计要求。