毕业设计--基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真

1、 目录 摘 要 . 1 Abstract 2 1 绪论 . 3 1.1 电力电子技术的概述 3 1.2 开关电源的研究现状和发展趋势 3 1.3 Buck 斩波电路的研究意义 5 1.4 论文的主要研究内容 . 6 2 Buck 斩波电路的原理 7 2.1 Buck 变换器的连续导电模式 8 2.2 Buck 变换器电感电流不连续的导电模式. 10 2.3 电感电流连续的临界条件 .11 2.4 纹波电压 UO及电容计算 . 12 2.5 参数的计算 12 3 Buck 斩波电路的建模 14 3.1 开关电路的建模 . 14 3.1.1 理想开关模型. 14 3.1.2 状态空间平均模型 15

2、 3.1.3 小信号模型 17 3.2 系统的传递函数 . 18 3.2.1 降压斩波电路的传递函数 . 18 3.2.2 PWM 比较器的比较函数 20 3.2.3 调节器的传递函数 21 4 控制电路的设计 22 4.1 电压模式控制电路的设计 . 22 4.1.1 电压调节器的结构形式. 22 4.1.2 电压调节器的参数 23 4. 2 控制电路结构. 24 5 Buck 斩波电路的控制仿真研究 25 5.1 Matlab 简介 25 5.2 Buck 斩波电路主电路的仿真 25 5.3 Buck 斩波电路的 PID 控制算法的仿真 27 6 全文总结及展望 30 参考文献 31 附录

3、 1：主电路仿真模型 32 附录 2：主电路仿真波形图 33 附录 3：PID 仿真图 . 34 致 谢 . 35 1 摘 要 随着电子产品与人们工作和生活的关系日益密切，便携式和待机时间长的电 子产品越来越受到人们的青睐，它们对电源的要求也越来越高。DC-DC 开关电 源芯片是一种正在快速发展的功率集成电路，具有集度高，综合性能好等特点， 具有很好的市场前景和研究价值。 论文在研究开关电源技术发展现状和前景的基础上， 设计一种Buck型DC-DC 开关电源的设计。首先对主电路的工作原理和系统构成进行了研究和分析， 包括 工作过程中各个元器件的工作状态和工作特点。 在完成主电路部分后对主电路建

4、 立理想模型、状态空间平均模型和小信号模型，得出系统的传递函数。采用电压 模式控制方式，PID 控制算法来进行控制，通过临界比例度法整定 PID 参数。最 后通过 Matlab 对系统进行仿真，仿真结果达到设计指标。 关键词：Buck 型开关电源；小信号模型；电压模式控制；PID 控制算法 2 Abstract As the electronic products and people living and working relationship is cl- osing，Portable and long standby time electronic products get more and more peoples favour，the requirements of power are expanding. DC - DC switch p- ower supply chip is a rapid development power integrated circuit，comprehensi- ve performance is well, which with go