精彩文档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：北京交通大学实用标准文案精彩文档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:占空比 D=t=0.25Vd2.负载电流 I=—=0.5AoR3. 纹波电压竺=Ts2(1_D)=5%Vo4. 电流连续条件：I=I=°—匕LBOB2L得到下列计算结果f(KHz)L(mH)C(|1F)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 M0SFET 模块(参数默认)，用 PulseGenerator 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：：8LCA.建立模型：建立仿真模型如下如所示：精彩文档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f(KHz)电感L(mH)电容C(|1F)输出电压稳态值 Vo(V)输出电压纹波值△Vo(V)电感电流波动值△lo(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f(KHz)s电感L(mH)电容C(|1F)输出电压稳态值 V(V)C输出电压纹波值 AV(V)C电感电流波动值△(A)C100.37550050.02510.4541750.0250.8330.187550050.0252500.07510050.02510.0983.350.0250.833C.仿真过程：当 f=10KHz,L=0.375mHC=500nF,占空比 D=0.25,电流连续的临界状态时，记录稳态 s直流电压值 V=4.736V，稳态直流电压理论值 5Vo计算稳态直流纹波电压的理论值T2V(1—D)AV=—o 二 0.025V,通过图中得到直流纹波电压为 0.0267Vo8CL当 fs=10KHz,L=0.375mH,C=500nF,占空比 D=0.25,电流连续的临界状态时，―V(1—D)T由 AI 产，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LL1A,与理论计算相符合实用标准文案精彩文档Switch(fs=10KHz 丄=0.375mH,C=500uF)0-0.5-10.10870.10880.10890.1090.10910.10920.10930.10940....
