BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真.doc

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题目：BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真

目录

TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc287202960" 一、课题简介 PAGEREF _Toc287202960 \h 2

HYPERLINK \l "_Toc287202961" 二、BUCK变换器主电路参数设计PAGEREF _Toc287202961 \h 2

HYPERLINK \l "_Toc287202962" 2.1设计及内容及要求PAGEREF _Toc287202962 \h 2

HYPERLINK \l "_Toc287202963" 2.主电路设计 PAGEREF _Toc287202963 \h 2

HYPERLINK \l "_Toc287202964" 1.设计过滤电容 PAGEREF _Toc287202964 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc287202965" 2.过滤电感设计 PAGEREF _Toc287202965 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc287202966" 3、占空比计算 PAGEREF _Toc287202966 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc287202967" 三、BUCK变换器PID控制参数设计 PAGEREF _Toc287202967 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc287202968" 3.主电路传输函数分析PAGEREF _Toc287202968 \h 4

HYPERLINK \l "_Toc287202969" 四、BUCK变换器系统的模拟 PAGEREF _Toc287202969 \h 7

HYPERLINK \l "_Toc287202970" 4.模拟参数及过程描述 PAGEREF _Toc287202970 \h 7

HYPERLINK \l "_Toc287202971" 4.模拟模型图和模拟结果 PAGEREF _Toc287202971 \h 8

HYPERLINK \l "_Toc287202972" 5.总结 PAGEREF _Toc287202972 \h 10

HYPERLINK \l "_Toc287202973" 6.参考文献 PAGEREF _Toc287202973 \h 10

HYPERLINK \l "_Toc287202974" 7、附录 PAGEREF _Toc287202974 \h 10

一、题目简介

BUCK电路是降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD电感中的电流是否连续取决于开关频率和滤波电感L和电容C的数值。

简单的BUCK当添加电路输出电压不稳定时，会受到负载和外部干扰PID实现闭环控制的控制器。可通过采样环节获得PWM调制波，然后与基准电压进行比较PID控制器获得反馈信号，与三角波进行比较，调制后的开关波形作为开关信号BUCK电路闭环PID控制系统。

二、BUCK变换器主电路参数设计设计

2.设计及内容及要求

输入直流电压(VIN)：15V

二、 输出电压(VO)：5V

3. 输出电流(IN)：10A

4Vpp≤50mV

5. 锯齿波幅值Um=1.5V

6、开关频率(fs)：100kHz

7.采样网络传输H(s)=0.3

8、BUCK主电路二极管的通态压降VD=0.5V，电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管导压降VON=0.5V,滤波电容C与电解电容RC的乘积为

2.2主电路设计

主电路设计如下：

图2-1 主电路图

1.滤波电容的设计

由于输出纹波电压只与电容的容量和容量相关ESR有关，

(1)

电解电容制造商很少ESR，但C与RC乘积趋于常数，约为50~80μ*ΩF[3]。本课题取755μΩ*F，由式(1)可得RC=25mΩ，C=3000μF

2.滤波电感设计

基尔霍夫电压方程在开关管闭合和导通状态下如(2)和(3)所示:

(2)

(3)

(4)

由上得：

(5)

假设二极管的通态压降VD=0.5V，电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管导压降VON=0.5V。利用，可得TON=3.73μS，将此值回代式(5)L=17.5μH

3、