第4章DCDC电路的仿真

第4章DC-DC电路的仿真不带隔离变压器的直流-直流变换器：降压（Buck）斩波电路升压（Boost）斩波电路升降压（Buck-Boost）斩波电路Cuk斩波电路4.1降压（Buck）变换器1.Buck变换器连续导电模式电压增益M为2.Buck变换器不连续导电模式图4-5Buck变换器电感电流为0时的工作状态电压增益M为3.电感电流连续的临界条件图4-6电感电流处于临界状态临界电感值为4.纹波电压ΔU0及电容计算例4-1

设计一个降压变换器，输入电压为200V，输出电压为50V，纹波电压为输出电压的0.2%，负载电阻为20Ω，工作频率为20kHz。分别仿真将工作频率改为50kHz，电感改为约临界电感值的一半进行对比分析。解：1）计算参数④根据纹波电压的要求计算电容值2）建立仿真模型3）仿真结果分析4.2升压（Boost）变换器图4-18Boost变换器电路拓扑图4-19Boost变换器电感电流连续时两种状态1.Boost变换器电感电流连续模式2.Boost变换器电感电流连续模式图4-21电感电流断续3.电感电流临界连续条件临界电感值为4.纹波电压ΔU0及电容计算例4-2将一个输入电压在3-6V的不稳定电源升压到稳定的15V，纹波电压低于0.2%，负载电阻10Ω，开关管选择MOSFET，开关频率为40kHz，要求电感电流连续。设计仿真参数、搭建仿真模型并分析结果。将电感值分别减小为临界电感的一半和三分之一，仿真分析电感电流断续时的Boost变换器的工作情况。解：1）计算参数

①确定占空比调节范围③选择电容值②临界电感值为2）建立仿真模型3）仿真结果分析4.3升降压（Buck-Boost）变换器1.Buck-Boost变换器电感电流连续模式图4-29Buck-Boost变换器拓扑图4-30Buck-Boost变换器电感电流连续

当Dc=0.5时，U0=Us；当Dc<0.5时，U0<Us；当Dc>0.5时，U0>Us。图4-31升降压变换器工作波形2.Buck-Boost变换器电感电流不连续模式3.Buck-Boost变换器电感电流临界连续模式图4-32Buck-Boost电感电流断续状态4.纹波电压ΔU0与电容4.4丘克（Cuk）变换器1.丘克变换器电流连续模式图4-36Cuk变换器电路拓扑图4-37Cuk变换器工作状态T导通，二极管D截止，i1使电感L1储能，C1放电电流i2使L2储能，并供电给负载，iT=i1+i2。T截止，二极管D导通，电源和L1释能电流i1向C1充电，同时L2的释能电流i2维持负载，iD=i1+i2。Cuk变换器连续模式的工作波形结论：为升降压变换器。当Dc=0.5时，U0=Us；当Dc<0.5时，U0<Us；当Dc>0.5时，U0>Us。图4-38丘克变换器工作波形

2.丘克变换器电流不连续模式在一个开关周期中开关管T的截止时间内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续；若二极管电流一段时间电流为零，则为电流断续工作；若二极管电流在Ts时刻刚降为零，则为临界状态。Cuk变换器不连续状态的工作波形例4-4仿真一个Cuk变换器，输入为20V，输出范围5~30V。1.建立例4-1或