psim仿真项目buck电路.docx
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psim仿真项目buck电路.docx
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psim仿真项目buck电路
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peakripple不是峰-峰值(peak-peakripple),正负对称时,peakripple是peak-peakripple的一半,不对称时,以正/负peakripple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形为:
当占空比为0.75时候,电流波形如图:
当占空比为0.9时候,电流波形如图:
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
同时,由电感充放电能量守恒可知:
即:
解之可得:
取占空比:
q=
则电容输出电压为
电感的输出电压
直流平均后电感的输出电流为
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,此电压导致其输出电容存在漏电压
则
电容电压的峰值为:
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:
解得:
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=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
所以电感电流的峰峰值为40mA
将以T=0.01ms,q=0.,上参数带入3的表达式中
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:
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%,
此时电容C2的纹波电压
其中,
其中,=120HZ
则
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:
价格参考:
针对于C1,其中
输出的纹波为:
48*2%*2=1.92V
所以C1的直流漏电阻为
同样选取承压能力为50V的铝电解电容
其中
解得C1=414uF.
此处电容可以选择为即为:
公司的电容
参数如下:
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:
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
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。
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