实验二Buck电路的原理分析和参数设计

实验二Buck电路的原理分析和参数设计连续工作状态一Buck工作原理将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。Q导通：输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。电感相当于一个恒流源，起传递能量作用，电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用Q闭合:电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。二buck的应用Buck为降压开关电路，具有效率高，体积小，功率密度高的特点1．Buck的效率Buck的损耗：1.交流开关损耗2.管子导通损耗3.电感电容等效电阻损耗Buck的效率很高，一般可以达到60%以上。2．Buck的开关频率频率越高，功率密度越大，但也同时带来了开关损耗。在25~50KHZ范围内buck的体积可随频率的增大而减小。三．参数的设计1．电感的参数电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。在临界不连续工作状态时：损耗输出输出PPp所以L越大，进入不连续状态时的电流就越小2．电容的参数电容的选择必须满足输出纹波的要求。电容纹波的产生：1.电容产生的纹波：相对很小，可以忽略不计2.电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ以下可以忽略不计3.电容等效电阻产生的纹波：与esr和流过电容电流成正比。为了减小纹波，就要让esr尽量的小。不连续工作状态：（1）开关管Q导通，电感电流由零增加到最大（2）开关管Q关断，二极管D续流，电感电流从最大降到零；（3）开关管Q和二极管D都关断（截止），在此期间电感电流保持为零，负载由输出滤波电容来供电。输入电压与输出电压的关系：实验仿真：一.实验目的加强学生对buck电路的理解以及对电路元器件参数的计算。二.仿真电路图LL三.实验过程以及仿真结果导通Q电流输入图闭合时电容上的电流输入电压与输出电压关系图：输入电压图输出电压图三.计算1.电感参数：2.电容参数：解：由图知：21210on`I=25A，I=15A，I-I由I==20A，V200,1002T=0.002s，L0.0052IOIoonoVVVVVTHIcccduI=C=20A；dtdu=100v；dt=0.004s；C=0.0008F