psim仿真项目buck电路

psim仿真buck电路,有波形有仿真

作业2：

（1）完成下面题2.9中的4个问题（注：假设所有器件为理想器件，注意peak ripple不是峰-峰值(peak-peak ripple)，正负对称时，peak ripple是peak-peak ripple的一半，不对称时，以正/负peak ripple的最大者为准。

解答：

1：电路仿真结构图如图所示：

在占空比为0.5时候，稳定之后输出电流波it形为：

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当占空比为0.75时候，电流it波形如图：

当占空比为0.9时候，电流it波形如图：

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分析：晶闸管为半控型器件，只有当加在控制级K上的电压超过其导通电压时才能电流流通。但是其电流有一定的上升过程，启动完之后才能够达到稳定状态。可以看出，电流波形和输入的方波占空比一致。

2：分析L2和C2之间的稳定电压电流：

由Buck电路可知，电容两端的电压VL2 Vg V 同时，由电感充放电能量守恒可知：VL2 ton VL2 toff

（Vg V)ton Vtoff 即：

解之可得：V

ton

Vg

ton toff

取占空比：q=

ton

ton toff

则电容C2输出电压为V qVg

（1 q）Vg 电感的输出电压VL2

直流平均后电感的输出电流为IL2

qVgR

3：在直流电源侧的输入滤波器电感电流不能突变，电容电压不能突变，因此存在相应的纹

波。

其中，在开关管导通关断的不稳定时刻，电感电流和电容电压存在纹波。 正常导通时。电容电流iC1 iL1 i1，此电压导致其输出电容存在漏电压

11V(i i)dt idt-ton） L11L1 CCR

VC1

电容电压的峰值为：

2

则 VC

而在开关管关断的时候，电感电流出现纹波，其中，在电源电压，L1和C1 的回路中，电感的纹波电压和电容的纹波电压一致。 则： VL1

VC1di i

LL LL 2dttoff

解得： iL

VCtoff

2L

4:由题意可知：

输入电压为Vg=48V，输出电压为V=36V时，q=3/4=0.75 因为 VC1 2%Vc=48*0.02=0.96

所以其电容电压峰峰值为1.92V且输入电压的纹波值 iL 20mA

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所以电感电流的峰峰值为40mA

将以T=0.01ms，q=0.075，iL1 4.5A上参数带入3的表达式中

VCtoff

40mA 2L11V

VC (iL1 i1)dt iL1dt-ton） 1.92V

CCR iL

可以解得：

C1=5.86u，L1=60u 系统仿真图如下：

电压波形如下：

由图可见，电感电压的纹波峰峰值为1.90V 电感电流波形如下：

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此时期峰峰值约为36mA

（2）考虑电容器C1和C2的ESR时（其它器件为理想器件，忽略两个电容纹波之间的相互影响），重新完成上述4个问题。

注意：在问题(d)中，最小负载电流设为0.6A，输出电压峰值纹波设为1%（注意这里不是峰-峰值），请计算电感和电容参数，其中，电容器选择实际电容，并以列表形式给出电容参数指标、型号、厂家及大概单价。

解答：

1：由于电容器的ESR仅仅影响电容本身的纹波，相当于本身的电容串联直流漏电阻，所以，对于电感电流等无影响： 等小电容如图： 此时it波形如图：

2）3）解答如前不变。不过电容电压相当于加在电容和漏电阻之间 4：当最小负载电流设为0.6A，输出电压峰值纹波设为1%，

ic 2iomin 2*0.6 1.2A

此时电容C2的纹波电压 VC1 V*2% 36*2% 0.72V

RC2

VOP P

0.72/1.2 0.6 ic

其中，tan R0C

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tan R0C 0.1（选取的铝电解电容，耐压能力为50V）,其中， =120HZ

则C2 0.1/(R0 ) 0.1/(0.6*2* *f) 221uF 器件选取：

选取的是公司的系列铝电解电容。

此时：该电容的系列参数如下图：

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价格参考：

针对于C1，其中 iC 36/6 6A 输出的纹波为：48*2%*2=1.92V

所以C1的直流漏电阻为RC1 VOP P/ ic 0.32A 同样选取承压能力为50V的铝电解电容

（选取的铝电解电容，耐压能力为50V）其中tan R0C 0.1

解得C1=414uF.

此处电容可以选择为

参数如下：

即为：公司的电容

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价格一览表：

（3）用仿真验证和比较上述设计结果，并进行相应的分析。(仿真软件可以采用psim或iSimPE)

选取相应参数之后，系统的仿真框图如下：

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1：电容C1的纹波电压为

1.9v

2：电容C2的纹波电压为：

0.5V

3：输入滤波器电感L1的纹波电流为：56mA

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分析：以上的纹波峰值和预定的要求一致，因此，仿真结果正确，期间选择无误。