基于buck电路的电源设计课程设计(编辑修改稿)

基于buck电路的电源设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

加，电感储能；而当开关管关断时，电感电流减小，电感释能。 假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：。 此增量将产生一个平均感应电势：。 1 此电势将减小电感 电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零；一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。 这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量（磁链平均增量）为零的现象称为：电感伏秒平衡。 Buck 电路设计指标 基于如上电路基本原理，设定如下指标： 输入电压： 25v 输出电压 ： 5v 输出功率 ： 10W 开关频率 ： 100KHz 电流扰动： 15% 电压纹波： 根据上述参数可知： R= 三 、 参数计算及交流小信号等效模型建立 电路参数计算 根据如图 2 所 示 Buck 电路 开关等效图 可知： 图 2 Buck 电路的开关等效图 1 Buck 有两种工作状态， 通过对开关管导通与关断时 （即开关处于 1 时和 2时） 的电路进行分析可计算出电路的电感值。 其开关导通与关断时对应的等效电路图如图 4 所示： 图 3 导通时等效电路 图 4 关断时等效电路 开关处于 1 位置时，对应的等效电路为图 3，此时电感电压为： （ 1） 根据小扰动近似得： （ 2） 同理，开关处于 2位置时，对应的等效电路为图 4，此时电感电压为： （ 3） 根据小扰动近似得： （ 4） 根据以上分析知， 当开关器件位于 1 位置时，电感的电压值为常数 ， 1 当开关器件位于 2位置时，电感的电压值为常数。 故 Buck 电路稳态电感电压波形为下图 5： 图 5 Buck 电路稳态电感电压波形 再根据 电感上的伏秒平衡原理可得： （ 5） 代入参数可得： 占空比 D=。 根据电感公式知： （ 6） 在电路导通时有： （ 7） 对应关断时为： （ 8） 1 根据式 7和 8，结合几何知识可推导出电流的峰峰值为： （ 9） 其中 是指扰动电流，即： （ 10） 通常扰动电流 值是满载时输出平均电流 I 的 10%~20%，扰动电流 的值要求尽可能的小。 在本次 设计 中选取。 根据式 8可以得出： （ 11） 代 入参数可得：电感。 则可选取电感值为： L=300uH。 由于电容电压的扰动来自于电感电流的扰动，不能被忽略，因此在本 Buck电路中小扰。