Buck电路设计与MATLAB仿真演示教学

B u c k电路设计与

M A T L A B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： 2014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:

20.25

2.0.5A (1)

3.5%

8()

4.2o d

o

o o s o s d o LB OB V

D V V I R

V T D V LC

DT V V I I L

===

=?-==-==1.占空比: 负载电流: 纹波电压: 电流连续条件：

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

C ．仿真过程:

当f s =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V o =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)0.025V 8s o o T V V CL

-?==,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(1)o S

L V D T I L

-?=，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