巴索模型做开关电源小信号仿真
基于PD控制方式的9A开关电源Multisim仿真研究
基于PD控制方式的9A开关电源Multisim仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：13电气卓越姓名：**学号： ********绪论Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，其优点有输出电流纹波小，结构简单，变比可调，实现降压的功能等。
然而其输出电压纹波较大，buck电路系统的抗干扰能力也不强。
为了使其具抗干扰能力，输出电流达到所需的等级，减小其电压纹波，现设计校正网络使其闭环，提高系统的能力。
常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。
本文将通过用multisim实例来研究PD控制器的调节作用。
一.设计要求及设计背景1.设计要求依据技术指标设计主功率电路，采用参数扫描法，对所设计的主功率电路进行仿真；掌握小信号建模的方法，建立Buck变换器原始回路增益函数；采用Matlab绘制控制对象的Bode图；根据控制对象的Bode图，分析所需设计的补偿网络特性进行补偿网络设计。
采用所选择的仿真软件进行系统仿真，要求有突加、突卸80%负载和满载时的负载特性，分析系统的静态稳压精度和动态响应速度。
2.设计背景Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，其优点有输出电流纹波小，结构简单，变比可调，实现降压的功能等。
然而其输出电压纹波较大，buck电路系统的抗干扰能力也不强。
为了使其具抗干扰能力，输出电流达到所需的等级，减小其电压纹波，现设计校正网络使其闭环，提高系统的能力。
二．Buck变换器主电路设计1.1技术指标：输入直流电压(V IN)：12V；输出电压(V O)：5V；输出电流(I N)：9A；输出电压纹波(V rr)：50mV；基准电压(V ref)：1.5V；开关频率(f s)：100kHz；1.2主电路及参数计算 1.2.1主电路图1 buck 主电路1.2.2滤波电容计算输出纹波电压只与电容容量及ESR 有关：0.2rr rr C l NV VR i I ==∆（1） 电解电容生产厂商很少给出ESR ，而且ESR 随着电容的容量和耐压变化很大，但C 与R C 的乘积趋于常数，约为50~80μ·ΩF 。
开关电源的电路仿真分析(建模)方法
开关电源的电路仿真分析（建模）方法电路仿真分析方法主要有：状态变量法、节点分析法、改进的节点分析法、状态空间平均法等。
1）以状态变量法为基础的仿真技术状态变量法可以很容易地得到电路的瞬态性能，并评价电路的稳定性。
状态变量法是以电路中某些支路的电压和电流当做状态变量建立电路的状态方程。
一般是取电容上的电压和电感中的电流作为未知的状态变量，然后再用图论的方法列出方程，来决定每一电路的固有树（Proper Tree）。
电路各变量并不直接包含在状态变量中，而是利用一组显式代数方程求出。
对于开关转换器这样的离散电路，应首先列出电路的分段线性状态方程，而后求状态转移规律，并由此导出描写电路的非线性差分方程，此法称为离散时域法。
美国VIRginia 电力电子中心开发的面向系统的开关转换器仿真软件COSMIR 就属于这一类型。
它将开关器件理想化，转换器的每一个运行模式都由一组线性时不变状态方程描述，在考虑开关条件以后，用直接数字积分法或解析法求解，可以快速地得到稳态响应或大信号瞬态响应。
也有的以网孔法或节点法为基础而建立的离散时域法仿真程序。
以状态变量法为基础的仿真技术的缺点是：不能与SPICE 等通用电路仿真程序兼容；由于开关器件理想化，不能分析器件开通或关断瞬间开关器件上的电应力变化。
2）以节J 点分析法为基础的仿真技术以节点分析法为基础的仿真技术可以应用于电力系统等大系统的仿真，有EMTP、ATP、PECAN 等程序。
EMTP 是电力系统瞬态分析的工具，￣｛＼TP 则是功率转换器和电力传动的仿真工具。
PECAN 是专用于仿真电力电子闭环系统的分析程序。
以节点分析法为基础仿真电力电子电路，其主要的缺点是：处理电源不充分，不能包含与电源有关的元件；不便得到支路电流；难以实现有效的数字积分；分析线性电路的零、极｀点要用特殊技术；难以快速分析电力电子电路的稳态等。
3）以改进的节J 点分析法为基础的仿真技术对节点分析法进行改进，引入适当的支路电流，并包括电压源及各种与电流有关的元件，相应的支路关系成为附加电路方程，部分地改善了上述节点分析法的一些缺点。
基于PI控制方式的2A开关电源MATLAB仿真研究
基于PI控制方式的2A开关电源MATLAB仿真研究目录1 绪论 --------------------------------------------------------------------- 22 设计要求 ----------------------------------------------------------------- 23 主电路参数计算 ----------------------------------------------------------- 23.1 电容参数计算 --------------------------------------------------------- 3 3.2 电感参数计算 --------------------------------------------------------- 34 补偿网络设计 ------------------------------------------------------------- 44.1原始系统的设计 -------------------------------------------------------- 44.2补偿网络相关参数计算 -------------------------------------------------- 65 负载突加突卸 ------------------------------------------------------------- 105.1满载运行 -------------------------------------------------------------- 105.2突加突卸80%负载 ------------------------------------------------------ 116 小结 -------------------------------------------------------------------- 14参考文献 ------------------------------------------------------------------ 151 绪论开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持不乱输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源(1)之BUCK变换器工作原理及Multisim实例仿真
Author: Jackie Long
纹波峰峰值为 2.25mV，还是比较低的（实际的电路很有可能没这么低，特别是接上开 关之类负载之后） 还有一个效率问题，与线性电源不同的是，BUCK 变换器的输入电流与输出电流是不一 样的， 因此， 不能简单地用输出电压与输入电压的比值来表征， 我们只有用最原始的方法了， 就是计算输出功率与输入功率的比值，如下式：
0
Vo
原来 来的纹波 波峰峰值
平 平均值
新的 的纹波峰峰 峰峰值
t
0
对于具体的 的 BUCK 拓扑降 降压芯片，厂 厂家都会提供 供典型的应用 用电路及相关 关的参数值，如下 所示为 TI 公司 司的集成降压 压芯片 LM259 96 典型应用电路图： 图所
我们也可以 以通过提高开 开关的频率来 降低纹波，这 这样，在同样 样的电感量与 与电容量条件 件下， 每次 次充放电的时 时间缩短了，这样纹波的 峰峰值就下降 降了，如下图 图所示：
A
PR1
V
PR3
1
I: -1.55 A I(p-p): 15.9 A I(rms): 892 mA I(dc): 580 mA I(f req): 150 kHz
3
V: 5.71 V V(p-p): 29.3 mV V(rms): 5.73 V V(dc): 5.70 V V(f req): 22.3 kHz
同样是从输入电源 10V 中获取 5V 的输出电压，线性稳压电源的有效面积为 5×T，而对 应在开关稳压电源的单个有效周期内，其有效面积为 10×T×50%（占空比）=5×T，这样只要 在后面加一级滤波电路，两者的输出电压有效值（平均值）是相似的。 下面我们来看看 BUCK 转换电路的工作原理 （假设高电平开关闭合， 低电平开关断开） 。
开关电源变换器的小信号建模设计
Ｆ ＥＮＧ Ｄａ ｎ ，ＲＥＮ Ｈｏ ｎ ｇ －ｂ ｉ ｎ ， ＮＩ ＮＧ Ｆ ｅ ｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉ ｎ ｇ
（ １ ．Ａ ｉ ｒ ａ ｎ ｄ Ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ Ｄ ｅ ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ａ ｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ０ ０ ５ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第３ ２ 卷 第１ １ 期
文 章编号 ： １ ０ ０ ６ — ９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ — ０ １ ４ １ — ０ ５
２ ０ １ ５ 年１ １ 月
开 关 电 源 变 换 器 的 小 信 号 建 模 设 计
冯 丹 ， 任 宏 滨 ， 宁 飞 ， 张 兴‘
ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｎ ｏ ｎ — ｉ ｄ ｅ ｌ ａ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
２ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ０ ０ ７ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
(完整word版)开关电源的小信号建模详解
详解：开关电源的小信号建模开关电源的反馈环路设计是开关电源设计的一个非常重要的部分,它关系到一个电源性能的好坏。
要设计一个好的环路，必须要知道主回路的数学模型，然后根据主回路的数学模型，设计反馈补偿环路.本文想重点介绍下主回路的数学建模方法.首先来介绍下小信号的分析法。
开关电源是一个非线性系统，但可以对其静态工作点附近进行局部线性化。
这种方法称为小信号分析法.以一个CCM模式的BOOST电路为例,其增益为：其增益曲线为:其中M和D之间的关系是非线性的。
但在其静态工作点M附近很小的一个区域范围内，占空比的很小的扰动和增益变化量之间的关系是线性的。
因此在这个很小的区域范围内,我们可以用线性分析的方法来对系统进行分析。
这就是小信号分析的基本思路。
因此要对一个电源进行小信号建模，其步骤也很简单，第一步就是求出其静态工作点，第二步就是叠加扰动,第三步就是分离扰动，进行线性化，第四步就是拉氏变换，得到其频域特性方程，也就是我们说的传递函数。
要对一个变换器进行小信号建模,必须满足三个条件。
首先要保证得到的工作点是“静"态的。
因此有两个假设条件：1，一个开关周期内，不含有低频扰动.因此叠加的交流扰动小信号的频率应该远远小于开关频率.这个假设称为低频假设2，电路中的状态变量不含有高频开关纹波分量。
也就是系统的转折频率要远远小于开关频率.这个假设称为小纹波假设.其次为了保证这个扰动是在静态工作点附近，因此有第三个假设条件:3，交流小信号的幅值必须远远小于直流分量的幅值.这个称为小信号假设。
对于PWM模式下的开关电源,通常都能满足以上三个假设条件，因此可以使用小信号分析法进行建模。
对于谐振变换器来说，由于谐振变换器含有一个谐振槽路。
在一个开关时区或多个开关时区内，谐振槽路中各电量为正弦量,或者其有效成分是正弦量。
正弦量的幅值是在大范围变化的，因此在研究PWM型变换器所使用的“小纹波假设”在谐振槽路的小信号建模中不再适用。
基于PI控制方式的10A开关电源Psim仿真研究毕业设计论文word格式
题目：基于PI控制方式的10A开关电源Psim仿真研究班级：姓名：学号：时间：2009年12月20日现代仪器电源课程综合论文一绪论Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路二实验目的：(1)了解Buck变换器基本结构及工作原理；(2) 掌握电路器件选择和参数的计算；(3) 学会使用pism仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真。
(4) 学会使用pism仿真软件对控制环节的仿真技术。
(5)学会分析系统的静态稳压精度和动态响应速度三实验要求：输入直流电压(V IN)：15V；输出电压(V O)：5V；输出电流(I N)：10A；输出电压纹波(V rr)：50mV；基准电压(V ref)：；开关频率(f s)：100kHz。
四主电路功率的设计（1）buck 电路图4-1-1：buck 电路 图4-1-1rr rrC L N0.2V V R i I ==∆=25mohm c*Rc 的乘积趋于常数50~80uF ，我使用75μΩ*F ，由式(1)可得R C =25mohm ，C =3000μF 。
开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如下式所示：IN O L ON L ON /V V V V L i T ---=∆O L D L OFF /V V V L i T ++=∆Ton+Toff=1/fs设二极管的通态压降V D =，电感中的电阻压降V L =，开关管导通压降V ON =。
经计算得 L=。
（2）用psim 软件参数扫描法计算：当L=10uH 时，输出电压和电流和输出电压纹波4-2-1如图4-2-1当L=时，输出电压和电流和输出电压纹波如图4-2-1图4-2-1当L=30uH时，输出电压和电流和输出电压纹波如图4-2-3图4-2-3我用psim 的作参数扫描，显然有图可得，当L=20uH 时，输出电流I=10A ，输出电压为U=5v 。
基于buck电路开关电源的小信号模型及环路设计
基于buck电路开关电源的小信号模型及环路设计作者：孙凯博来源：《数码设计》2018年第15期电压模式和电流模式控制下的环路设计问题。
关键词：开关电源;小信号模型;电流模式控制;电压模式控制中图分类号：TN86 ; 文献标识码：A ; 文章编号：1672-9129（2018）15-0076-02Abstract： The small-signal mathematical model of buck circuit in continuous current mode is established. The loop design problem under voltage mode and current mode control is analyzed according to the stability principle.Keywords： switching power supply; small signal model; current mode control; voltage mode control1 Buck电路电感电流连续时的小信号模型下图是一个具有典型意义的Buck电路图。
为了使得分析更为直观、简单，假设整个电路的理想开关为S与D，那么其对应的理想电感则为滤波电感（对应感受电阻为零）。
在此工作模式之下，整个电路处于连续工作状态。
那么R则为电容C串联的电阻，R为负载电阻。
性详细的变量如下图所示。
在整个环路的传递函数表达式一致的情况下，那么就可以进行对电压误差放大器的设计了。
已经具有了一个零点与两个谐振极点，所以，可以将PI调节器即为，。
在这一方程式中，主要是为了消除误差，取值一般为零极点的十分之一以下。
VMC主要存在以下兩方面的弊端：1）由于并不存在电压前馈机制，无法对输入电压的影响进行预测与判断，因而当电压发生变化的时候，其反应较慢，而且所需增益较高。
2）对于电路当中产生的二阶极点并没有对应的补偿，因而其动态响应也存在一定程度的缺失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
巴索模型做开关电源小信号仿真
利用pspice 仿真，小信号模型来自巴索的开关电源spice 仿真与实用设计
的资料，小信号模型采用spice 语句编写。
下面是按他的电路搭的测试电路
电路图的网表文件，里面包含了巴索的PWMswitchModel(自己在pspice 生成
的网表后面粘贴进去的)。
进行交流仿真，从0.0001HZ 仿到200KHZ，(PWMCCMVM 中的开关频率不
知道是多少，应该是100KHZ，没发现在哪里改)，以下是得到的增益相位图，难道是因为电路是闭环的？
于是断开回路，用偏置来代替反馈回路达到的静态工作点，如图所示
得到增益相位曲线如下图，相对来说更不那么离谱一些，但还是很离谱，因为低频增益为0dB，而且我改过很多次ac 源的偏置(也就是改变占空比D)，但是低频增益都始终为0dB，这好像和手动计算的小信号模型推导出来的控制增益很不一样(虽然我还没推导，但是感觉就应该不一样，静态D 不一样，增益应该是有变化的吧)
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。