开关电源设计报告

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开关电源毕业设计

开关电源毕业设计

开关电源毕业设计开关电源毕业设计引言开关电源是现代电子设备中常见的一种电源供应方式。

它具有高效率、小体积、轻重量等优点,因此被广泛应用于各个领域。

作为一名电子工程专业的毕业生,我选择了开关电源作为我的毕业设计课题。

在这篇文章中,我将分享我在开关电源毕业设计过程中的学习和经验。

理论基础在开始设计之前,我首先深入研究了开关电源的理论基础。

开关电源的核心是开关器件,如MOSFET和二极管。

了解它们的工作原理和特性对于设计一个稳定和高效的开关电源至关重要。

此外,我还学习了开关电源的拓扑结构,如Buck、Boost和Buck-Boost等。

每种拓扑结构都有其适用的场景和特点,因此选择适合项目需求的拓扑结构也是一个重要的决策。

电路设计在理论基础的基础上,我开始进行电路设计。

首先,我绘制了整个开关电源的框图,明确了各个模块之间的关系和功能。

然后,我进行了详细的元器件选型和电路设计。

在选型过程中,我考虑了功率需求、效率要求、可靠性等因素。

在电路设计中,我注意到了一些关键问题,如输出滤波电容的选择、反馈控制电路的设计等。

通过仔细的设计和仿真,我确保了电路的稳定性和性能。

PCB设计完成电路设计后,我转向了PCB(Printed Circuit Board)设计。

PCB设计是将电路设计转化为实际的电路板的过程。

我使用专业的PCB设计软件,将电路布局在电路板上,并进行布线。

在布局过程中,我注意到了信号和功率之间的隔离,以及元器件之间的距离和位置。

在布线过程中,我遵循了最佳实践,如减少信号线的长度、避免信号线的交叉等。

通过精心的PCB设计,我确保了电路的可靠性和稳定性。

实验验证完成PCB设计后,我开始进行实验验证。

我首先搭建了实验平台,将开关电源连接到负载上,并通过示波器和多用表等仪器进行测量和分析。

我测试了开关电源的输出电压、输出电流、效率等参数,并与设计要求进行对比。

在实验过程中,我遇到了一些问题,如电磁干扰、温升等。

毕业设计开关电源

毕业设计开关电源

毕业设计开关电源毕业设计开关电源随着科技的不断发展,电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

而这些电子产品的正常运行离不开电源的供应。

在电源中,开关电源作为一种高效、稳定的供电方式,被广泛应用于各类电子设备中。

本文将从开关电源的原理、设计要点以及应用领域等方面进行论述。

一、开关电源的原理开关电源是一种将交流电转换为直流电供应给电子设备的电源。

其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出电压。

开关电源的核心部件是开关管和变压器。

当交流电输入时,变压器将交流电转换为一定频率的高频交流电。

随后,开关管通过不断地开关动作,将高频交流电转换为直流电输出。

通过这样的方式,开关电源能够提供稳定且高效的电源供应。

二、开关电源的设计要点1. 输入电压范围:开关电源的输入电压范围是设计时需要考虑的重要因素。

一般来说,输入电压范围越宽,适用性就越广。

因此,在设计开关电源时,需要选择合适的电压范围,并采取相应的电路设计措施,以确保电源能够在不同电压条件下正常工作。

2. 输出电压稳定性:开关电源的输出电压稳定性是影响其性能的重要指标之一。

在设计过程中,需要通过合理的电路设计和控制手段,保证输出电压的稳定性。

常见的控制手段包括反馈控制和电压调节电路等。

3. 效率和功率因数:开关电源的效率和功率因数也是设计过程中需要考虑的重要因素。

高效率的开关电源能够减少能量的损耗,提高能源利用率。

而高功率因数则能够减少对电网的污染。

因此,在设计开关电源时,需要采取相应的措施,提高其效率和功率因数。

4. 过载和短路保护:开关电源在使用过程中,可能会遇到过载和短路等异常情况。

为了保护电源和电子设备的安全,需要在设计中考虑相应的过载和短路保护措施。

常见的保护措施包括过载保护、短路保护和过压保护等。

三、开关电源的应用领域开关电源由于其高效、稳定的特点,被广泛应用于各类电子设备中。

其中,常见的应用领域包括计算机、通信设备、工业自动化设备等。

开关电源设计(精通型)

开关电源设计(精通型)

开关电源设计(精通型)一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断,实现电能的高效转换。

它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。

在开关电源中,开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压,通过开关变压器实现电压的升降,经过输出整流滤波电路,得到稳定的直流电压。

2. 分类(1)PWM(脉冲宽度调制)型开关电源:通过调节脉冲宽度来控制输出电压,具有高效、高精度等特点。

(2)PFM(脉冲频率调制)型开关电源:通过调节脉冲频率来控制输出电压,适用于负载变化较大的场合。

二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计(1)选用合适的磁芯材料,保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。

(2)合理设计变压器的绕组匝数比,以满足输出电压和电流的要求。

(3)考虑变压器损耗,包括铜损、铁损和杂散损耗,确保变压器具有较高的效率。

2. 开关器件的选择与应用(1)开关频率:根据开关电源的设计要求,选择合适的开关频率。

(2)电压和电流等级:确保开关器件能承受最大电压和电流。

(3)功率损耗:选择低损耗的开关器件,提高开关电源的效率。

(4)驱动方式:根据开关器件的特点,选择合适的驱动电路。

3. 控制电路设计(1)稳定性:确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。

(2)精度:提高控制电路的采样精度,降低输出电压的波动。

(3)保护功能:设置过压、过流、短路等保护功能,提高开关电源的可靠性。

三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压:AC 85265V输出电压:DC 24V输出电流:4.17A效率:≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯,计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。

3. 开关器件选择根据设计指标,选择一款适合的MOSFET作为开关器件。

4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片,设计控制电路,实现开关电源的稳压输出。

5. 实验验证搭建实验平台,对设计的开关电源进行测试,验证其性能指标是否符合要求。

开关电源课程设计报告

开关电源课程设计报告

电力电子课程设计报告题目:开关电源课程设计专业:电气自动化班级:电气1012姓名学号:日期: 2011 年11月 16日一、设计要求(1)输入电压:AC220±10%V(2)输出电压: 12V(3)输出功率:12W(4)开关频率: 80kHz二、反激稳压电源的工作原理图2-1 反激稳压电源的电路图三、反激电路主电路设计(1)(1)NpVdc Ton Vo TrNsm-=+(3-1)1.反激变压器主电路工作原理反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.1)工作过程:S 开通后,VD 处于断态,W1绕组的电流线性增长,电感储能增加;S 关断后,W1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过W2绕组和VD 向输出端释放。

反激电路的工作模式:反激电路的理想化波形S i S i t o t oft t t tU i OO O O 反激电路原理图电流连续模式:当S 开通时,W2绕组中的电流尚未下降到零。

输出电压关系: 电流断续模式:S 开通前,W2绕组中的电流已经下降到零。

输出电压高于式(8-3)的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,….因此反激电路不应工作于负载开路状态。

B R B SB HO图 8-18 磁心复位过2. 设计原则和设计步骤变压器设计步骤:1)计算原边绕组流过的峰值电流。

开关电源稳压电源设计报告

开关电源稳压电源设计报告

开关稳压电源摘要:本系统以直流电压源为核心,MSP430F149单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电压,设置步进。

并可由LED显示实际输出电压值。

本系统由单片机程控输出数字信号,经过D/A转换器输出,实现数字给定。

实现数控可调稳压。

单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控,输出电压经过采样后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,再经单片机分析处理,通过数据形式的反馈环节,使电压更加稳定,这样构成稳定的电压源。

关键词:数控恒压源闭环控制一.设计任务及要求1.设计任务: 设计制作具有一定电压范围和功能的数控电源.2.设计要求在电阻负载条件下,使电源满足下述要求:1.基本要求(1)输出电压U O可调范围:30V~36V;(2)最大输出电流I Omax:2A;(3)U2从15V变到21V时,电压调整率S U≤2%(I O=2A);(4)I O从0变到2A时,负载调整率S I≤5%(U2=18V);(5)输出噪声纹波电压峰-峰值U OPP≤1V(U2=18V,U O=36V,I O=2A);(6)D C-DC变换器的效率η≥70%(U2=18V,U O=36V,I O=2A);(7)具有过流保护功能,动作电流I O(th)=2.5±0.2A;2.发挥部分(1)进一步提高电压调整率,使S U≤0.2%(I O=2A);(2)进一步提高负载调整率,使S I≤0.5%(U2=18V);(3)进一步提高效率,使η≥85%(U2=18V,U O=36V,I O=2A);(4)排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态;(5)能对输出电压进行键盘设定和步进调整,步进值1V,同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。

(6)其他。

二、总体方案论证与比较方案一:采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变给定信号间接地改变输出电压的大小。

为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小,可以经过ADC进行模数转换,间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理及显示。

开关电源设计 开题报告

开关电源设计 开题报告

开关电源设计开题报告开关电源设计开题报告一、选题背景和意义开关电源是一种常见的电源供应方式,具有高效率、体积小、重量轻、稳定性好等优点,被广泛应用于各种电子设备中。

随着科技的不断发展,对于开关电源的需求也越来越高。

因此,深入研究开关电源的设计原理和方法,对于提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。

二、研究目标和内容本次开题报告的研究目标是设计一种高效、稳定的开关电源,并对其进行性能测试和优化。

具体内容包括:1. 开关电源的基本原理和工作方式;2. 开关电源的设计流程和关键技术;3. 开关电源的性能测试方法和指标;4. 开关电源的优化方法和策略。

三、研究方法和步骤本次研究将采用以下方法和步骤:1. 文献综述:对于开关电源的相关理论和技术进行深入了解和梳理,了解目前的研究状况和存在的问题。

2. 设计方案确定:根据文献综述的结果,确定一种适合的开关电源设计方案,并进行初步仿真和优化。

3. 实验搭建:根据设计方案,搭建开关电源的实验平台,包括电路板的设计和制作。

4. 性能测试:对搭建好的开关电源进行性能测试,包括输出电压稳定性、效率、负载能力等指标的测量。

5. 优化改进:根据性能测试结果,对开关电源进行优化改进,提高其性能和可靠性。

6. 结果分析和总结:对优化后的开关电源进行测试和分析,总结研究结果并提出进一步改进的建议。

四、预期成果和创新点本次研究的预期成果包括:1. 设计出一种高效、稳定的开关电源原型;2. 提出一种有效的开关电源设计方法和优化策略;3. 对开关电源的性能测试结果进行分析和总结,为后续研究提供参考。

本次研究的创新点主要体现在以下几个方面:1. 对于开关电源的设计原理和方法进行深入研究,提出一种新的设计方案;2. 对开关电源的性能测试方法和指标进行探索和改进,提高测试的准确性和可靠性;3. 提出一种有效的开关电源优化方法和策略,提高其性能和可靠性。

五、研究计划安排本次研究计划按照以下时间安排进行:1. 第一阶段(一个月):进行文献综述,了解开关电源的相关理论和技术;2. 第二阶段(两个月):确定设计方案,进行初步仿真和优化;3. 第三阶段(一个月):搭建实验平台,进行性能测试;4. 第四阶段(两个月):对性能测试结果进行分析和优化改进;5. 第五阶段(一个月):撰写研究报告和总结。

开关电源设计报告

开关电源设计报告

1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264V交流电,输出为24V直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电,考虑采用两级电路。

前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换,后级由隔离型全桥Buck电路构成。

总体要求是先将AC176-264V整流滤波,然后再经过BUCK电路稳压到24V。

考虑到变换器最大负输出功率为1000W,因此需采用功率级较高的Buck电路类型,且必须保证工作在CCM工作状态下,因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck变换器。

其主电路拓扑结构如下图所示:下面将对全桥隔离型BUCK变换器进行稳态分析,主要是推导前级输出电压V与后级输g 出电压V之间的关系,为主电路参数的设计提供参考。

将前级输出电压V代替前级电路,作g 为后级电路的输入,且后级BUCK变换器工作在CCM模式,BUCK电路中的变压器可以用等效电路代替。

由于全桥隔离型BUCK变换器中变压器二次侧存在两个引出端,使得后级BUCK电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率,如图1-1所示。

在2T的工作时间内,总共可分为四种S 开关阶段,其具体分析过程如下:1)当0<t<DT时,此时Q、Q和D导通,其等效电路图如图1-2所示。

S145/?1-1) 1-2) 1-3)3) du.•川L i (t )m 严+仃(t )c 二二v (t )R图1-3在DT<t<T 时等效电路SSv=0sv=-v Li=i -v /R C当TS <t<a+D )TS 时,此时Q2、1-4) 1-5)1-6)Q 和D 导通,其等效电路图如图1-2所示。

36图1-2在0<t<DT 时等效电路Sv=nvs gv=nv -vL gi=i -v /RC2)当DT<t<T 时,此时Q ~Q 全部关断,D 和D 导通,其等效电路图如图1-3SS 1465所示。

开关电源设计开题报告

开关电源设计开题报告

开关电源设计开题报告一、项目背景和目标开关电源是一种常用的电源转换器,其工作原理是通过将输入电源以开关的方式进行开关操作,使得输出电压和电流可以按照要求进行调整。

开关电源具有高效率、稳定性好、体积小等优点,广泛应用于各个领域。

本项目的目标是设计一个开关电源,以满足特定的输出电压和电流需求,并具备较高的效率和稳定性。

二、项目计划1. 确定需求和规格在项目开始之前,需要明确开关电源的输出电压和电流需求,以及其他相关的规格要求,如输入电压范围、效率要求等。

2. 选型和设计根据需求和规格,选择合适的开关电源芯片和其他相关元件,进行电路设计。

设计包括电路原理图和PCB布局。

3. 制作样板根据设计,制作一个开关电源的样板,用于测试和验证电路的性能和稳定性。

4. 调试和优化通过对样板的测试和调试,发现并解决问题,优化电路的性能和稳定性。

可能需要进行多次的调试和优化。

5. 批量生产当样板的性能和稳定性达到要求后,可以进行批量生产。

生产过程中需要注意质量控制和测试。

6. 测试和验证对生产出的开关电源进行测试和验证,确保其满足设计要求和规格要求。

7. 最终交付最终交付开关电源给客户或使用方,提供技术支持和售后服务。

三、预期成果和效益通过本项目的实施,预期将获得以下成果和效益:1.设计出满足特定需求和规格要求的开关电源,提供稳定的输出电压和电流。

2.提高电源转换效率,减少能量损耗,节约能源。

3.降低开关电源的体积和重量,提高其适用性和可携带性。

4.提供更加稳定和可靠的电源供应,保障设备的正常运行。

5.降低生产成本,提高生产效率。

四、项目进度和风险管理项目进度将按照以下计划进行:1.第一周:确定需求和规格。

2.第二周:选型和设计。

3.第三周:制作样板。

4.第四周:调试和优化。

5.第五周:批量生产。

6.第六周:测试和验证。

7.第七周:最终交付。

项目风险主要包括以下几个方面:1.技术风险:设计和制作过程中可能遇到技术问题,导致项目进度延迟或无法实现预期效果。

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1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264 V 交流电,输出为24V 直流电,因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电,考虑采用两级电路。

前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换,后级由隔离型全桥Buck 电路构成。

总体要求是先将AC176-264V 整流滤波,然后再经过BUCK 电路稳压到24V 。

考虑到变换器最大负输出功率为1000W ,因此需采用功率级较高的Buck 电路类型,且必须保证工作在CCM 工作状态下,因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck 变换器。

其主电路拓扑结构如下图所示:图1-1 主电路拓扑结构1.2开关电源电路稳态分析下面将对全桥隔离型BUCK 变换器进行稳态分析,主要是推导前级输出电压g V 与后级输出电压V 之间的关系,为主电路参数的设计提供参考。

将前级输出电压g V 代替前级电路,作为后级电路的输入,且后级BUCK 变换器工作在CCM 模式,BUCK 电路中的变压器可以用等效电路代替。

由于全桥隔离型BUCK 变换器中变压器二次侧存在两个引出端,使得后级BUCK 电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率,如图1-1所示。

在S T 2的工作时间内,总共可分为四种开关阶段,其具体分析过程如下:1) 当S DT t <<0时,此时1Q 、4Q 和5D 导通,其等效电路图如图1-2所示。

i ()t Rv i ‘图1-2 在S DT t <<0时等效电路gnv v =s (1-1) vnv v g -L =(1-2)R v i i /-C =(1-3)2) 当S S T t DT <<时,此时1Q ~4Q 全部关断,6D 和5D 导通,其等效电路图如图1-3所示。

此时前级输出g V 为0,假设磁化电流为0,则流过6D 和5D 电流相等,均为L i 21。

i ()t Ri ‘图1-3 在S S T t DT <<时等效电路0=s v (1-4) v v -L = (1-5)R v i i /-C =(1-6)3) 当S S T D t T )(+1<<时,此时2Q 、3Q 和6D 导通,其等效电路图如图1-2所示。

i()tRvi‘-图1-4 在SSTDtT)(+1<<时等效电路gnvv=s(1-7)vnvvg-L=(1-8)Rvii/-C=(1-9)4)当SSTtTD2<<+1)(时,此时1Q~4Q全部关断,6D和5D导通,其等效电路图如图1-3所示。

在这个工作过程,所有开关和第二阶段是同一状态,因此其分析过程和结果是相同的。

通过以上分析可以验证前述有关前级和后级工作频率的关系。

由第一和第三阶段、第二和第四阶段推导的式子是相同的,因此后级BUCK电路在ST2重复工作状态。

由变压器一次侧电压TV,二次侧电感电流Li,一次侧电压sV可以再次验证上述关系,如图1-5所示。

(Tv t()i t(Sv t图1-5 全桥变换器部分电压电流波形根据后级BUCK电路电感L的伏秒平衡原则,由式子(1-1)和(1-2)可得:=+)-(1--(gDVDVnV)()(1-10)gnDVV=(1-11)在选取变压器的变比n 时,要考虑占空比的调节范围,尽可能使得调节范围更大。

结合规格和滤波电路输出电压的双项要求,最小输出电压和最大输出电压分别为248.9V 和373.3V.则由此可计算占空比的最大和最小值为:max min 0.096o g V D nV n==(1-12)min max 0.064o g V D nV n==(1-13)因此综合考虑,变压器的变比选为0.2。

1.3开关电源主电路参数设计1.3.1开关电源前级参数的设计通常在设计不可控整流的滤波电容时,要根据负载的实际情况而选择电容C 值。

带滤波电容的不可控整流电路输出电压和充放电时间常数有关。

当时间常数无穷大时,输出电压为交流电压的峰值;当放电时间比较小时,输出电压为输入电压有效值的0.9倍。

实际设计时,通常要求时间常数要满足式(1-14),此时输出电压为交流电压有效值的1.2倍。

eq3~52C T R ≥(1-14)其中T 为交流电源的周期,R 为负载的等效阻值,并且考虑到实际电源中电容C 体积的限制,因此考虑电容的值满足下式:32eqTC R ≥(1-15)考虑到在稳态时且理想情况下,后级的输入功率和负载功率相等,再根据式子(1-15)可得:RV I g /V g 2= (1-16) 22222o eq V RR n D n D P ==(1-17)22232o n D PT C V ≥(1-18)设交流电源的频率为50Hz ,计算得到213uF C ≥,在实际电路中,考虑到后面输入电压和负载阶跃变化对输出电压波形的影响及考虑一定的裕量,选择为350uF ,电容承受最大电压为最大输入电压的幅值373.3V 。

综合以上,并考虑成本,选择Vishay 公司057PSM-SI47331E3型铝电解容,耐压450V ,电容值330uF 。

1.3.2开关电源后级参数的设计1) 本设计选用MOSFET 管,加在其上面的最大电压为整流输出电压的最大值即V M =373.3V 。

当负载功率最大时,负载电流为最大值即250A 。

流过MOSFET 的最大电流为I gmax =7.10A 。

本文选用Infineon MOSFET,型号为IPB50R299CP 。

主要参数为:V DS =550V,I D =12A ,R ON =0.299Ω。

2) 二极管上通过的最大电流为I D =125A ,电压最大值为:V Dmax =0.05×373.3V=18.665V 。

由于开关频率较高,所以选用快恢复二极管和肖特基二极管,但快恢复二极管导通压降大,损耗大,故选择本文选用Vishay 肖特基二极管。

取适当的电压电流裕量,型号选为M6035C 。

主要参数为I F =60A,V RRM =35V,V F =0.55V 。

3) 由开关电源的规格要求可知,输出电压超调不能大于0.5V 。

因此在后级电容设计时要考虑,电容电压的纹波值也要小于0.5V ,又由于变换器要工作在CCM 模式下。

由变换器稳态分析可推导电感的计算方法。

()t R图1-6 等效后的BUCK 变换器变换器要工作在CCM 模式下,因此电感的设计尤为重要。

由于开关频率为80kHZ ,由前所述则等效BUCK 电路的开关频率为160kHZ 。

有电流纹波公式知:(1-)2L S Vi D T L∆=(1-19)假设纹波电流为1A,计算得到9.55H L u ≥,综合考虑裕度,则L 选取10H u 。

由于后级电容设计时要考虑,电容电压的纹波值要小于0.25V 。

电容电压纹波式子如下:2116=8=SSL T D LC V CT i v )-(∆∆ (1-21)2116=ST D v L V C )-(∆(1-22)将最大纹波值、负载电压并且考虑最小占空比,计算得21F C u =,同时考虑输出电容对纹波的影响,则C 选取390uF 。

2系统开关模型建立和控制器的设计基于小信号开关等效模型理论,对全桥隔离型Buck 变换器进行系统建模。

由于开关电源的规格要求输出稳定直流电压,因此维持电压稳定是本次设计的关键。

在复频域下进行控制器设计时,将电容电压小信号变量)(s ∧V 作为其输出,输入电压小信号变量)(s ∧g V 和占空比小信号变量)(s ∧d 作为输入,分别求出其传递函数,然后通过PI 调节器对其进行校正,以其达到其规格要求。

2.1系统开关模型的建立由前述可知,后级BUCK 电路在S T 2重复一次工作状态。

因此系统建模只需考虑一个变量周期。

在分析时,考虑MOSFET 的导通电阻R ON 和续流二极管的导通压降V D 。

根据移动平均理论,对S DT t <<0和S S T t DT <<两个阶段的关系式进行处理,如下所示:在 0s t DT <<时有:()()()(()2)()()()()Sss ss g T L in g on D T T T c T i t n i t v t n v t i R v t V v t i t i t R⎧⎪=⎪⎪=---⎨⎪⎪=-⎪⎩ (2.1)在s s DT t T <<时:()0()(())()()()s ss g L D T T c T i t v t v t V v t i t i t R⎧⎪=⎪⎪=--⎨⎪⎪=-⎪⎩ (2.2) 由电感伏秒平衡和电容安秒平衡得:()()()[(()2)()]()(())()()()()()(())()(())()()()ss s s sss ss s ss sTL in g on D D T T T T T T T c T T T g T T d t L t d t n v t i R v t V d t v t V dt d v t v t v t C i t d t i t d t i t dt R R i t nd t i t ⎧'==---+--⎪⎪⎪⎪'==-+-⎨⎪⎪=⎪⎪⎩(2.3) 进行扰动分析令:)(ˆ)(t vV t v in in T in s+= )(ˆ)(t dD t d += )(ˆ)(t iI t sT += (2.4) )(ˆ)(t vV t v sT += )(ˆ)(t iI t i g g T g s+= 把式(2.4)代入式(2.3)中只保留一阶项得:ˆ()ˆˆˆˆ()()(2)2()()ˆˆ()()ˆ()ˆˆˆ()(()())in in on g on g ong di t LnDv t d t nV nR I nDR i t v t dtdvt v t Ci t dt R i t n Id t Di t ⎧=+---⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=+⎪⎩(2.5) 由式(2.5)得电路的交流小信号等效电路如下图(2.1)所示。

R^()in v t 22ˆ图(2.1)全桥整流Buck 电路的交流小信号等效电路2.2 系统频域特性计算带有反馈环节以及补偿器的变换器系统框图如图(2.2)所示[3]。

图(2.2)带有反馈环节以及补偿器的系统框图令^^^^()()()()()()g load vd vg out v s G s d s G s v s Z i s =+- (2.6)结合式(2.6)把图(2.1)表示如下:^(in v s 22ˆ^()load i s图(2.3)全桥Buck 电路随v in ,d 和i losd 变化的电路模型则由图(2.2)可得:^^^22^02220(2)()()|2()(2)1g loadin on g vd v on i on n V R I v s G s L n D R d s s LC s n D R C R R==-==++++ (2.7)^^^22^2220()()|2()(2)1load vg d on g i on v s nDG s L n D R v s s LC s n D R C R R====++++ (2.8)^^^2222^02220()2()|()2(2)1g onout d onloadv on v s sL n D R Z s s L n D R i s LC s n D R C R R==+==-++++ (2.9)设计系统框图如图(2.4)所示。

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