基于Buck结构的DDC转换器建模与仿真.docVIP

目录 摘 要 1 Abstract 2 1 绪论 3 1.1电力电子技术的概述 3 1.2开关电源的研究现状和发展趋势 3 1.3 Buck斩波电路的研究意义 5 1.4 论文的主要研究内容 6 2 Buck斩波电路的原理 7 2.1 Buck变换器的连续导电模式 8 2.2 Buck变换器电感电流不连续的导电模式 10 2.3 电感电流连续的临界条件 11 2.4 纹波电压ΔUO及电容计算 12 2.5参数的计算 12 3 Buck斩波电路的建模 14 3.1开关电路的建模 14 3.1.1理想开关模型 14 3.1.2状态空间平均模型 15 3.1.3小信号模型 17 3.2系统的传递函数 18 3.2.1降压斩波电路的传递函数 18 3.2.2 PWM比较器的比较函数 20 3.2.3调节器的传递函数 21 4 控制电路的设计 22 4.1电压模式控制电路的设计 22 4.1.1电压调节器的结构形式 22 4.1.2电压调节器的参数 23 4. 2 控制电路结构 24 5 Buck斩波电路的控制仿真研究 25 5.1 Matlab简介 25 5.2 Buck斩波电路主电路的仿真 25 5.3 Buck斩波电路的PID控制算法的仿真 27 6全文总结及展望 30 参考文献 31 附录1：主电路仿真模型 32 附录2：主电路仿真波形图 33 附录3：PID仿真图 34 致　谢 35 摘 要 随着电子产品与人们工作和生活的关系日益密切，便携式和待机时间长的电子产品越来越受到人们的青睐，它们对电源的要求也越来越高。DC-DC开关电源芯片是一种正在快速发展的功率集成电路，具有集度高，综合性能好等特点，具有很好的市场前景和研究价值。 论文在研究开关电源技术发展现状和前景的基础上，一种Buck型DC-DC开关电源的设计。首先对主电路的工作原理和系统构成进行了研究和分析，包括工作过程中各个元器件的工作状态和工作特点。在完成主电路部分后对主电路建立理想模型、状态空间平均模型和小信号模型，得出系统的传递函数。采用电压控制，PID控制算法来进行控制，通过临界比例度法整定PID参数。最后通过Matlab对系统进行仿真，仿真结果达到设计指标。 Buck型开关电源；小信号模型；电压模式控制；PID控制算法 Abstract As the electronic products and people living and working relationship is cl-osing，Portable and long standby time electronic products get more and morepeoples favour，the requirements of power are expanding. DC - DC switch p-ower supply chip is a rapid development power integrated circuit，comprehensi-ve performance is well, which with good market prospect and the research val-ue. Based on research of switch power technology development status and pros-pects,the text Presents a Buck type DC - DC switch power design. Firstly I analysisthe working principle of the main circuit structure and system, Including the working process of various components working condition and the work c-haracteristics. In fulfilling the circuit of the establishment of main circuit after ideal model, the state space average model and small signal model, then，get the transfer function of the system. Adopt voltage mode control mode and PIDcontrol algorithm to control,use the critical ratio degree to set PID parameters. Finally through Mat