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推挽式Buck变换器在连续导通模式

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这个例子展示了如何控制推拉巴克转换器的输出电压。电流通过电感从不为零,因此直流-直流变换器在连续导电模式(CCM)运营。额定输出电压转换和维护,PI控制器子系统使用一个简单的积分控制。在启动过程中,参考电压增加所需的输出电压。

转换器在CCM只有运营

  • $ K & # 62;K_{关键}$,

地点:

  • $ K = 2 * L / (R *天水围)美元。

  • 美元K_{关键}= 1 - D $。

  • L美元滤波电感。

  • R美元是负载电阻。

  • T_ {sw}识别美元是为每个MOSFET开关周期。也就是说,$ T_ {sw}识别= f {sw} $ 0.5 /,在那里f {sw} $ $是开关频率。

  • $ D $的工作周期PWM输入每个MOSFET的城门。也就是说,$ D = T_{} /识别T_ {sw} $识别,在那里T_{}上识别美元MOSFET的准时。

开放模式

open_system (“ee_push_pull_converter_ccm.slx”);

指定的设计参数

生成和维护所需的系统的输出电压80 V,满载1000 W的功率容量。输入电压是400 V和变压器匝比是2。满载包括一个常数加载和循环加载。“ee_push_pull_converter_ccm_data。m的脚本定义了设计参数作为变量的MATLAB®工作区。

Input_Voltage = 400;%输入电压的推挽式变换器[V]Output_Voltage = 80;%的推挽式变换器的输出电压(V)Output_Power = 1000;%满载输出功率[W]fsw_Hz = 40000;% MOSFET开关频率(赫兹)primary_winding = 200;%在一次绕组匝数secondary_winding = 100;%在二次绕组匝数TR = primary_winding / secondary_winding;%匝比Kp = 0.01;%比例增益的PI控制器Ki = 20;%积分PI控制器的增益del_I = 40;%最大峰值电感纹波电流满载电流的比例del_V = 1;%最大峰值输出电压纹波输出电压的百分比share_constload = 70;%的比例负载电流由恒定负载share_cyclicload = 100 - share_constload;%的比例负载电流由循环荷载cyclic_load_period = 1/20;%循环荷载阶段cyclic_load_pul_width = 50;%电流脉冲的脉冲宽度的循环加载Ts = 1 e;%采样时间解算器

计算出开环工作周期

责任周期取决于输入电压,匝比和所需的输出电压。

责任= Output_Voltage / (Input_Voltage / TR);

确定常数负载电阻

I_fl_average = Output_Power / Output_Voltage;%全面平均负载电流流过负载R_const = Output_Voltage / I_fl_average;

计算滤波器电感

选择根据输入和输出电感值转换器的规范。电感的值取决于输入和输出转换器的规范。对于这个示例,需要转换器工作在CCM整整20 - 100%的负载功率。在较低的边界条件,是满负载功率的20%,平均负载电流是满载平均电流的20%,I_fl_average。在每个周期边界条件低,电感电流归零。del_I电感纹波电流,在这一点上是平均的两倍输出负载电流,这是满载输出电流平均值的40%。

L_min = (Input_Voltage / TR) * * (1-Duty) / (2 * fsw_Hz职责* del_I * I_fl_average *…0.01);

情节电感和电感纹波电流

生成这个阴谋的滤波电感与电感纹波电流(满载电流的百分比表示)。对于本例,标记在40%对应的电感1.2 e-04 H。

del_I_range = 20:0.1:50;%的比例满载电流(20 - 50%)L_range = (Input_Voltage / TR) * * (1-Duty)。/ (2 * fsw_Hz * del_I_range *…I_fl_average * 0.01);图;持有在;情节(del_I_range L_range);持有在;L_del_I = (Input_Voltage / TR) * * (1-Duty) / (2 * fsw_Hz职责* del_I *…I_fl_average * 0.01);情节(del_I L_del_I,‘*’);包含(的电感纹波电流满载电流(%)');ylabel (“电感(H)”);标题(电感与电感纹波电流的);

选择一个滤波电容

C_min = (Input_Voltage / TR) * * (1-Duty) /(8 *义务(2 * fsw_Hz) ^ 2 * L_min *…Output_Voltage * del_V * 0.01);

电容和电压纹波

生成这个情节,看看电容限制输出电压纹波的变化取决于设计参数。对于本例,标记在1%的输出电压纹波对应一个电容9.766 e-06 F。

del_V_range = 0.5:0.1:5;C_range = (Input_Voltage / TR-Output_Voltage) * Duty. / (8 * (2 * fsw_Hz) ^ 2 * L_min *…Output_Voltage * del_V_range * 0.01);图;持有在;情节(del_V_range C_range);持有在;C = (Input_Voltage / TR-Output_Voltage) *责任/ (8 * (2 * fsw_Hz) ^ 2 * L_min *…Output_Voltage * del_V * 0.01);情节(del_V C‘*’);包含(的电压纹波(%));ylabel (“电容(F)”);标题(电容和电压纹波的);

运行仿真

sim卡(“ee_push_pull_converter_ccm.slx”);

查看仿真结果

查看汇总结果仿真期间或之后,打开电路块从模型窗口或通过输入范围,在MATLAB命令提示符:

open_system (“ee_push_pull_converter_ccm /范围/电路范围”);

查看控制和错误数据或模拟后,打开PI控制器块从模型窗口或范围,输入:

open_system (“ee_push_pull_converter_ccm /范围/ PI控制器范围”);

仿真结束后,查看记录Simscape Explorer使用Simscape™数据结果,输入:

sscexplore (simlog_ee_push_pull_converter_ccm);%
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