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1、Buck 变换器设计,设计人： 学号：,BUCK变换器设计-作业,BUCK变换器有关指标为: 输入电压: 标称直流48V, 范围: 43V53V输出电压: 直流24V, 5A 输出电压纹波: 100mV电流纹波: 0.25A开关频率: 250kHz相位裕量：60幅值裕量：10dB 设计要求:计算主回路的电感和电容值开关器件选用MOSFET, 计算其电压和电流定额设计控制器结构和参数画出整个电路, 给出仿真结果,设计计算：,开关周期： Ts=1/fs=410-6s=4us 占空比（不考虑器件压降）：D=V0/Vin D=0.558(当Vin=43V) D=0.453(当Vin=53V) 输出电流
2、：5A 纹波电流 iL=0.25A 峰值电感电流（器件峰值电流） Isw=IL+iL=5.25A 开关峰值电压： Vsw=Vin-max=7V,设计计算(续)：,电感量计算：,电容量计算：,实际中，考虑到能量存储以及输入和负载变化的影响，C的取值一般要大于该计算值（这里取100uF）,BUCK 变换器的主电路图,考虑串联等效电阻Resr100 m,通过方波信号源开通关断MOSFET，得电压电流的仿真图如下；,由上图知道我们所求器件参数满足要求,BUCK变换器的传递函数,输出电压由d控制，从d到输出电压的传递函数：,用matlab仿真设计调节器，为实现简单并达到良好的调节效果，选用PI调节器，通
3、过添加零极点，使传递函数满足设计要求。 调整得到的波特图如下：,由matlab得到调节器的传递函数为：,根据K因子法PI调节器的传递函数：,计算PI调节器的参数：,将由Matlab得到的传递函数与PI调节器传递函数对应项相等得：,解方程得：,Buck变换器仿真原理图：,仿真结果：,课程设计小结：,调节器采用的是PI调节器，响应迅速但有超调量，不过在选择器件时已经留有一定裕量，但PI调节器实现起来相对简单。 Buck变换器的主电路很简单，主要是对控制电路的设计，即产生驱动MOSFET管的信号源，这里采用对输出电压采样与基准电压比较的差值与三角波比较产生的信号经放大器放大驱动MOSFET管，同时还具有抑制输入和负载扰动的作用。 为了使系统稳定输出，采用闭环控制，即采用电压负反馈。 为了使输出结果满足裕量要求，在原始传递函数波特图的基础上通过添加零极点进行补偿，这一过程在Matlab软件中操作起来相对容易。 系统快速性与稳定性是矛盾的，所以应该根据实际情况进行折中选择。,
