功率電子學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(參考版)
2025-08-06 01:02本頁(yè)面
【正文】 圖15 BUCK電路動(dòng)態(tài)仿真 圖16 BUCK電路電壓電流雙環(huán)控制的動(dòng)態(tài)仿真 11 。電壓由20V跳變?yōu)?0V，負(fù)載從1A跳變?yōu)?A時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)間很長(zhǎng)，且伴有較大震蕩。比較電壓?jiǎn)苇h(huán)和電壓電流雙閉環(huán)工作時(shí)變換器的動(dòng)靜態(tài)特性。(2)在設(shè)計(jì)電壓外環(huán)時(shí)，先要將電流內(nèi)環(huán)及主電路的等效功率級(jí)傳遞函數(shù)Aif(s)，然后進(jìn)行電壓環(huán)設(shè)計(jì)。其中，輸入最大電壓Vgmax=30V，鋸齒波峰峰值Vm=，采樣電阻Rs=。圖14(a) 電流環(huán)調(diào)節(jié)器及開(kāi)環(huán)增益的幅頻特性圖14(b) 電流環(huán)調(diào)節(jié)器及開(kāi)環(huán)增益的相頻特性根據(jù)電流誤差放大器的最大增益Gmax=、截止頻率fc=fs/(2πDmax)=10kHz及選取fz=fc/2，fp=fs可得： R1=2kΩ，R2=125 kΩ，C1=25pF，C2=240pF。表3 各種補(bǔ)償方式參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果補(bǔ)償方式原理圖R1R2C1C2圖5(a)10kΩ230 kΩ——圖5(b)2 kΩ47 kΩ33pF從圖13(a)和(b)可以看出：①兩種補(bǔ)償方式在低頻段均具有高增益特性；②截止頻率均在fs/5的附近，均具有較快的響應(yīng)速度；③在高頻段圖13(b)的補(bǔ)償方式有2的斜率，對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力強(qiáng)。通過(guò)計(jì)算，采用圖13(a)與圖13(b)的補(bǔ)償方式下，各參數(shù)如表3所示。圖12(a) BUCK變換器Gvd(f)的幅頻特性曲線(xiàn)圖12(b) BUCK變換器Gvd(f)的相頻特性曲線(xiàn) 補(bǔ)償后，要求低頻時(shí)有高增益，截止頻率在fc=fs/5=10kHz，即|T(10kHz)|=1。從圖12(b)得，相角裕度為70176。 BUCK電路閉環(huán)設(shè)計(jì) BUCK電路單電壓環(huán)設(shè)計(jì)當(dāng)BUCK電路工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)時(shí)，由小信號(hào)建模分析可知，BUCK電路的輸出電壓vo對(duì)占空比d的傳遞函數(shù)為：其中， 在仿真時(shí)，Vg=30V，L=750uH，C=200uF，R=15Ω，RL=，Rc=，由此參數(shù)作出Gvd(s)的波特圖，如圖12(a)和(b)所示。因此，要達(dá)到閉環(huán)控制目的，其環(huán)路增益T要滿(mǎn)足一定的條件：①環(huán)路增益在低頻段要有高增益，呈現(xiàn)積分特性，提高系統(tǒng)型別，使系統(tǒng)成為無(wú)差系統(tǒng)；②環(huán)路增益在中頻段要提供足夠的相角裕度，使系統(tǒng)穩(wěn)定；③環(huán)路增益在高頻段要具有40dB/Dec的斜率，來(lái)快速衰減高頻量。 BUCK電路電壓?jiǎn)苇h(huán)控制設(shè)計(jì)原則電壓?jiǎn)苇h(huán)控制原理如圖10所示，圖中Vm為鋸齒波的峰峰值。這里要求△Vo(pp)≤100mV
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