描述

BUCK 電路是一種降壓斬波器，降壓變換器輸出電壓平均值UO 總是小于輸入電壓Ui。通常電感中的電流是否連續(xù)，取決于開關(guān)頻率、濾波電感L 和電容C 的數(shù)值。

簡單的BUCK 電路輸出的電壓不穩(wěn)定，會受到負(fù)載和外部的干擾，當(dāng)加入PID控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。可通過采樣環(huán)節(jié)得到PWM 調(diào)制波，再與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，通過PID控制器得到反饋信號，與三角波進(jìn)行比較，得到調(diào)制后的開關(guān)波形，將其作為開關(guān)信號，從而實(shí)現(xiàn)BUCK 電路閉環(huán)PID 控制系統(tǒng)。

主電路設(shè)計(jì)

該電路設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)的功能為以下幾點(diǎn)：

輸入直流電壓(VIN)：15V

輸出電壓(VO) ：5V

輸出電流(IN)：10A

輸出電壓紋波峰-峰值

Vpp《 50mV

鋸齒波幅值Um=1.5V

采樣網(wǎng)絡(luò)傳函H(s)=0.3

BUCK主電路二極管的通態(tài)壓降VD 0.5V，

電感中的電阻壓降VL=0.1V，開關(guān)管導(dǎo)通壓降VON=0.5V，濾波電容C 與電解電容的乘積為75μΩ*F。

buck變換器PID控制的參數(shù)設(shè)計(jì)

PID 控制是根據(jù)偏差的比例P)、積分I)、微分D)進(jìn)行控制，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的- 一種控制規(guī)律。通過調(diào)整比例、積分和微分三項(xiàng)參數(shù)，使得大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)獲得良好的閉環(huán)控制性能。

主電路傳遞函數(shù)分析

主電路

補(bǔ)償器伯德圖

超前滯后校正器的伯德圖

加入補(bǔ)償器后

加入補(bǔ)償器后系統(tǒng)的伯德圖

BUCk變換器系統(tǒng)仿真模型圖及仿真結(jié)果

主電路仿真圖

仿真波形

加PID控制的仿真電路

仿真波形

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總結(jié)

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