基于buck電路的電源設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-01 15:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加，電感儲(chǔ)能；而當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感電流減小，電感釋能。假定電流增加量大于電流減小量，則一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感上磁鏈增量為： 。此增量將產(chǎn)生一個(gè)平均感應(yīng)電勢(shì)： 。 1 此電勢(shì)將減小電感 電流的上升速度并同時(shí)降低電感電流的下降速度，最終將導(dǎo)致一個(gè)周期內(nèi)電感電流平均增量為零；一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感上磁鏈增量小于零的狀況也一樣。這種在穩(wěn)態(tài)狀況下一個(gè)周期內(nèi)電感電流平均增量（磁鏈平均增量）為零的現(xiàn)象稱為：電感伏秒平衡。 Buck 電路設(shè)計(jì)指標(biāo) 基于如上電路基本原理，設(shè)定如下指標(biāo)： 輸入電壓： 25v 輸出電壓 ： 5v 輸出功率 ： 10W 開關(guān)頻率 ： 100KHz 電流擾動(dòng)： 15% 電壓紋波： 根據(jù)上述參數(shù)可知： R= 三 、 參數(shù)計(jì)算及交流小信號(hào)等效模型建立 電路參數(shù)計(jì)算 根據(jù)如圖 2 所 示 Buck 電路 開關(guān)等效圖 可知： 圖 2 Buck 電路的開關(guān)等效圖 1 Buck 有兩種工作狀態(tài)， 通過(guò)對(duì)開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí) （即開關(guān)處于 1 時(shí)和 2時(shí)） 的電路進(jìn)行分析可計(jì)算出電路的電感值 。其開關(guān)導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)對(duì)應(yīng)的等效電路圖如圖 4 所示： 圖 3 導(dǎo)通時(shí)等效電路 圖 4 關(guān)斷時(shí)等效電路 開關(guān)處于 1 位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的等效電路為圖 3，此時(shí)電感電壓為： （ 1） 根據(jù)小擾動(dòng)近似得： （ 2） 同理，開關(guān)處于 2位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的等效電路為圖 4，此時(shí)電感電壓為： （ 3） 根據(jù)小擾動(dòng)近似得： （ 4） 根據(jù)以上分析知， 當(dāng)開關(guān)器件位于 1 位置時(shí)，電感的電壓值為常數(shù) ， 1 當(dāng)開關(guān)器件位于 2位置時(shí)，電感的電壓值為常數(shù) 。故 Buck 電路穩(wěn)態(tài)電感電壓波形為下圖 5： 圖 5 Buck 電路穩(wěn)態(tài)電感電壓波形 再根據(jù) 電感上的伏秒平衡原理可得： （ 5） 代入?yún)?shù)可得： 占空比 D=。 根據(jù)電感公式知： （ 6） 在電路導(dǎo)通時(shí)有： （ 7） 對(duì)應(yīng)關(guān)斷時(shí)為： （ 8） 1 根據(jù)式 7和 8，結(jié)合幾何知識(shí)可推導(dǎo)出電流的峰峰值為： （ 9） 其中 是指擾動(dòng)電流，即： （ 10） 通常擾動(dòng)電流 值是滿載時(shí)輸出平均電流 I 的 10%~20%，擾動(dòng)電流 的值要求盡可能的小 。 在本次 設(shè)計(jì) 中選取 。 根據(jù)式 8可以得出： （ 11） 代 入?yún)?shù)可得：電感 。則可選取電感值為： L=300uH。 由于電容電壓的擾動(dòng)來(lái)自于電感電流的擾動(dòng)，不能被忽略，因此在本 Buck電路中小擾
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