psim仿真项目buck电路.docx

（1）完成下面题2.9中的4个问题（注：假设所有器件为理想器件，注意peakripple不是峰-峰值(peak-peakripple)，正负对称时，peakripple是peak-peakripple的一半，不对称时，以正/负peakripple的最大者为准。

解答：
1：电路仿真结构图如图所示：

在占空比为0.5时候，稳定之后输出电流波形为：

当占空比为0.75时候，电流波形如图：

当占空比为0.9时候，电流波形如图：

分析：晶闸管为半控型器件，只有当加在控制级K上的电压超过其导通电压时才能电流流通。但是其电流有一定的上升过程，启动完之后才能够达到稳定状态。可以看出，电流波形和输入的方波占空比一致。
2：分析L2和C2之间的稳定电压电流：
由Buck电路可知，电容两端的电压
同时，由电感充放电能量守恒可知：
即：
解之可得：
取占空比：q=
则电容输出电压为
电感的输出电压
直流平均后电感的输出电流为
3：在直流电源侧的输入滤波器电感电流不能突变，电容电压不能突变，因此存在相应的纹波。
其中，在开关管导通关断的不稳定时刻，电感电流和电容电压存在纹波。
正常导通时。电容电流，此电压导致其输出电容存在漏电压
则
电容电压的峰值为：
而在开关管关断的时候，电感电流出现纹波，其中，在电源电压，L1和C1
的回路中，电感的纹波电压和电容的纹波电压一致。
则：
解得：
4:由题意可知：

因为

所以电感电流的峰峰值为40mA
将以T=0.01ms，q=0.075，上参数带入3的表达式中

可以解得：
C1=5.86u，L1=60u
系统仿真图如下：

电压波形如下：

由图可见，电感电压的纹波峰峰值为
电感电流波形如下：

此时期峰峰值约为36mA
（2）考虑电容器C1和C2的ESR时（其它器件为理想器件，忽略两个电容纹波之间的相互影响），重新完成上述4个问题。
注意：在问题(d)中，最小负载电流设为0.6A，输出电压峰值纹波设为1%（注意这里不是峰-峰值），请计算电感和电容参数，其中，电容器选择实际电容，并以列表形式给出电容参数指标、型号、厂家及大概单价。
解答：
1：由于电容器的ESR仅仅影响电容本身的纹波，相当于本身的电容串联直流漏电阻，所以，对于电感电流等无影响：
等小电容如图：
此时波形如图：

2）3）解答如前不变。不过电容电压相当于加在电容和漏电阻之间
4：当最小负载电流设为0.6A，输出电压峰值纹波设为1%，

此时电容C2的纹波电压

其中，
,其中，=120HZ
则
器件选取：

选取的是公司的系列铝电解电容。
此时：该电容的系列参数如下图：

价格参考：

针对于C1，其中

所以C1的直流漏电阻为
同样选取承压能力为50V的铝电解电容
其中
解得C1=414uF.
此处电容可以选择为即为：公司的电容
参数如下：

价格一览表：

（3）用仿真验证和比较上述设计结果，并进行相应的分析。(仿真软件可以采用psim或iSimPE)
选取相应参数之后，系统的仿真框图如下：

3：输入滤波器电感L1的纹波电流为：56mA

分析：以上的纹波峰值和预定的要求一致，因此，仿真结果正确，期间选择无误。