连续传导模式下的推挽Buck变换器

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这个例子展示了如何控制推挽降压变换器的输出电压。流过电感器的电流永远不会为零，因此DC-DC变换器工作在连续传导模式(CCM)。为了转换和保持标称输出电压，PI控制器子系统使用一个简单的积分控制。在启动期间，参考电压被提升到所需的输出电压。

只有当

$K & # 62;K_{关键}$ ，

地点:

$K_{critical} = 1 - D$ ．

为滤波电感。

为负载电阻。

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

是每个MOSFET栅极的PWM输入占空比。也就是说, $$ D = T_{} /识别T_ {sw} $识别$ ,在那里 $T_{}上识别美元$ 是MOSFET的ON时间。

开放模式

open_system (“ee_push_pull_converter_ccm.slx”）;

指定设计参数

系统需要产生并保持80v的输出电压，满载功率为1000w。输入电压400v，变压器匝数比为2。满载包括一个恒载和一个循环载。“ee_push_pull_converter_ccm_data。m’脚本将设计参数定义为MATLAB®工作空间中的变量。

Input_Voltage = 400;推挽变换器输入电压[V]Output_Voltage = 80;%期望从推挽变换器输出电压[V]Output_Power = 1000;%满载功率输出[W]fsw_Hz = 40000;MOSFET开关频率[Hz]primary_winding = 200;%主绕组的匝数secondary_winding = 100;%二次绕组的匝数TR = primary_winding / secondary_winding;%匝比Kp = 0.01;PI控制器的比例增益Ki = 20;PI控制器的积分增益del_I = 40;峰值-峰值电感纹波电流占满载电流的百分比del_V = 1;%峰值输出电压纹波占输出电压的百分比share_constload = 70;%恒载牵引的负载电流百分比share_cyclicload = 100 - share_constload;%循环负载占负载电流的百分比cyclic_load_period = 1/20;循环负荷周期cyclic_load_pul_width = 50;%由循环负载绘制的电流脉冲的脉冲宽度Ts = 1 e;%求解器的采样时间

计算开环占空比

占空比取决于输入电压、匝数比和期望的输出电压。

责任= Output_Voltage / (Input_Voltage / TR);

确定恒定负载电阻

I_fl_average = Output_Power / Output_Voltage;%满载流经负载的平均电流R_const = Output_Voltage / I_fl_average;

计算滤波器电感

根据变频器的输入输出参数选择电感值。电感值取决于变换器的输入和输出规格。对于这个例子，变换器需要在CCM中工作20-100%的满载功率。当，下边界条件下，功率为满载功率的20%时，平均负载电流为满载平均电流的20%，I_fl_average。在每个周期结束时，在下边界条件下，电感电流趋于零。此时电感纹波电流del_I是平均输出负载电流的两倍，即全负载平均输出电流的40%。

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

绘制电感相对电感电流纹波

生成此图，以查看滤波器电感如何与电感纹波电流(表示为满载电流的百分比)相关。对于本例，40%的标记对应1.2e-04 H的电感。

del_I_range = 20:0.1:50;%满载电流百分比(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(“电感电流纹波(满载电流的%)”）;ylabel (“电感(H)”）;标题(“电感Vs电感电流纹波”）;

选择滤波器电容

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

绘制电容对电压纹波

生成此图来查看限制输出电压纹波的电容如何根据设计参数变化。在本例中，1%输出电压纹波的标记对应的电容为9.766e-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Vs电压纹波”）;

运行仿真

sim卡(“ee_push_pull_converter_ccm.slx”）;

查看仿真结果

要在仿真过程中或仿真之后查看汇总结果，请从模型窗口打开Circuit Scope块，或在MATLAB命令提示符处输入:

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

要查看模拟期间或之后的控制和错误数据，从模型窗口打开PI Controller Scope块，或输入:

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

在模拟之后，要使用Simscape Results Explorer查看记录的Simscape™数据，请输入:

sscexplore (simlog_ee_push_pull_converter_ccm);％