psim仿真项目buck电路
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作业2：
（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peak ripple不是峰-峰值(peak-peak ripple)，正负对称时，peak ripple是peak-peak ripple 的一半，不对称时，以正/负peak ripple的最大者为准。
解答：
1：电路仿真结构图如图所示：
i形为：
在占空比为0.5时候，稳定之后输出电流波
t
i波形如图：当占空比为0.75时候，电流
t
i波形如图：当占空比为0.9时候，电流
t
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V V V L -=g 2 同时，由电感充放电能量守恒可知：off 2on 2t t -+=L L V V
即：
off on g t t )V V V =-（ 解之可得：g off
on on
t t t V V +=
取占空比：q=
off
on on
t t t +
则电容2C 输出电压为g q V V =
电感的输出电压g 2q 1V V L ）（-=
直流平均后电感的输出电流为R
I L g 2qV =
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111i i i -=L C ，此电压导致其输出电容存在漏电压
则）（on 111t -dt i 1dt )i i (1R
V C C V L L C ⎰⎰=-=
∆ 电容电压的峰值为：2
1
C V ∆
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：off
L C L t i
L L V V ∆==∆=
∆dt di 2L 11 解得：L
V C L 2t i off
∆=
∆ 4:由题意可知：
输入电压为Vg=48V ，输出电压为V=36V 时，q=3/4=0.75 因为c %21V V C =∆=48*0.02=0.96
所以其电容电压峰峰值为1.92V 且输入电压的纹波值A L m 20i =∆
所以电感电流的峰峰值为40mA
将以T=0.01ms ，q=0.075，A L 5.4i 1=上参数带入3的表达式中
mA 402t i off
=∆=
∆L V C L V R V
C C V L L C 92.1t -dt i 1dt )i i (1on 111==-=∆⎰⎰）（
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1.90V 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t i 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%，
A 2.16.0*2i 2i omin c ===∆
此时电容C 2的纹波电压V V V C 72.0%2*36%2*1===∆
Ω==∆∆=
-6.02.1/72.0i c
2P
OP C V R 其中，τωδ==C R 0tan
）耐压能力为（选取的铝电解电容，V C R 500.1tan 0==ωδ,其中，ω=120HZ
则uF f R 221)**2*6.0/(1.0)/(1.0C20===πω 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A C 66/36i ==∆ 输出的纹波为：48*2%*2=1.92V
所以C1的直流漏电阻为A V R P OP C 32.0i /c 1=∆∆=- 同样选取承压能力为50V 的铝电解电容
其中）耐压能力为（选取的铝电解电容，V C R 500.1tan 0==ωδ
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：
1：电容C1的纹波电压为1.9v
2：电容C2的纹波电压为：0.5V
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。
