BUCK电路基本原理与计算

1、南京航空航天大学航空电源重点实验室Buck变换器的工作原理与设计 报告人： 冯颖盈南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-192Q 背景Q Buck变换器的工作原理Q Buck变换器的主电路设计Q Buck变换器的建模Q Buck变换器的补偿网络设计Q 小结内容提纲南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-193Q 背景Q Buck变换器的工作原理Q Buck变换器的主电路设计Q Buck变换器的建模Q Buck变换器的补偿网络设计Q 小结内容提纲南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-194直流变换器的分类不隔离的直流变换器：可分为单管、双管和四管。 单管：Buc

2、k 、Boost、Buck/Boost、Cuk、Zeta和Sepic； 双管：双管串接的升降压式(Buck/Boost)变换器； 隔离的直流变换器：单管、双管和四管 单管： Forward 、Flyback ； 双管：双管Forward 、双管Flyback ； 四管：Full bridge converter。南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-195Q 背景Q Buck变换器的工作原理Q Buck变换器的主电路设计Q Buck变换器的建模Q Buck变换器的补偿网络设计Q 小结内容提纲南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-196CCM下的工作原理cfionTsT0

3、ovbevLfiQimaxLfiminLfimaxLfimaxLfioILvminLfiDiminLfiQoVoVoinVVoffTtttttttVo / Vin = DQ ONQ OFFQVinLfCfRLdVo+_QVinLfCfRLdVo+_南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-197DCM下的工作原理Q ONQ OFFQ OFFcfionTsT0ovbevLfiDiQiLvoffTdisTQoVmaxLfioVoinVVmaxLfimaxLfitttttttQVinLfCfRLdVo+_QVinLfCfRLdVo+_QVinLfCfRLdVo+_南京航空航天大学航空电源重点

4、实验室2021-11-198Q 背景Q Buck变换器的工作原理Q Buck变换器的主电路设计Q Buck变换器的建模Q Buck变换器的补偿网络设计Q 小结内容提纲南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-199fiLutfuCitfutLifitCu主电路设计南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-1910futLifitCucfionTsT0ovbevLfiQimaxLfiminLfimaxLfimaxLfioILvminLfiDiminLfiQoVoVoinVVoffTttttttt磁性元件设计ppppVESRI南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-191

5、1Q 背景Q Buck变换器的工作原理Q Buck变换器的主电路设计Q Buck变换器的建模Q Buck变换器的补偿网络设计Q 小结内容提纲南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-1912系统框图u相角裕度相角裕度u幅值裕度幅值裕度u穿越频率穿越频率如何衡量一个系统的动态性能和稳态性能指标?南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-1913三端开关等效电路模型法电流注入等效电路法等效受控源电路法状态空间平均法平均值等效电路法连续离散结合法连续法离散法间接数字仿真解析建模法直接数字仿真数字仿真法DC-DC 变换器的建模方法小信号建模的方法南京航空航天大学航空电源重点实验室202

6、1-11-1914QkkLId IDkkinVd V( )( )( )( )( )( )( )( )inininDkDkDkLLLkkkVsVvsVsVvsIsIisdsDds等效受控源电路法 DkininvsV d sDvs 1/1/LfLdCffoDkfCffRRsCvsvssLRRRsC( )( )( )QkLLkisDisI ds南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-1915传递函数 1/1/LfLdCffoininfCffRRsCvsV d sDvssLRRRsC ( ) 01/1/LfLdCffovovind sinfCffRRsCvsDGvssLRRRsC 01/(

7、)1/inLfLdCffoinvodvsfCffRRsCvsVGd ssLRRRsC输入电压对输出电压的传递函数占空比对输出电压的传递函数南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-19161/ffooutCLfofvZRRRsLisC_1111o inv vvooutoorefinovovovovoGTZvvviTKTT阻抗及环路增益的计算00o voinvovovov uvovomKVTK G K GK K GVTvo为输出电压闭环环路增益为输出电压闭环环路增益 南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-1917输出电压闭环误差放大器的设计 00o voinvovovov u

8、vovomKVTK G K GK K GV_1/1/LfCffinvo uvomfCffRRsCVTKVsLRRRsC01K 1voG令令将将代入代入截止频率截止频率相角裕度相角裕度351.6kHz3.3kHz50补偿前补偿前补偿后补偿后_1invoPcvoImKVTKGV 补偿后幅频曲线南京航空航天大学航空电源重点实验室2021-11-19182211PIsRR CGRsPI调节器电路图与幅频相频曲线 .选取输出电压闭环的截止频率选取输出电压闭环的截止频率fC.确定确定R2和和R1 ：2_120log|()| 20logvo uCRTfR.10fz0.1 fC 212zfR C取取R110K，求，求212ZCf R202110NRR南京航空航天大学航空电源重