buck基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

開(kāi)關(guān)管ON，電源向負(fù)載電阻提供電能，電感電流線性增大，變化率：

?

?變化量：

開(kāi)關(guān)管OFF，電感、電容中能量繼續(xù)向負(fù)載電阻提供電能，電感電流線性減小，變化率：

變化量：?

平衡狀態(tài)時(shí)：

由電感伏秒平衡得：?

?推導(dǎo)得：

?

理論電感電流在CCM，DCM下波形：

?開(kāi)始實(shí)驗(yàn)分析：

????????一開(kāi)始時(shí)，電容還沒(méi)有充電，電荷量少，充電比耗電多，當(dāng)電容充能到一定階段時(shí)，充電和耗電達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)輸出電壓穩(wěn)定，即輸出電壓等于輸入電壓乘以占空比。如圖為輸入電壓為100v，占空比分別為50%，25%，33%時(shí)的仿真。

當(dāng)占空比為%50時(shí)，vin為100v，vout為50v,由此得出Vo=vin*Don

???? 電感的大小和其電流波動(dòng)幅度有關(guān)系，當(dāng)電感越大時(shí)對(duì)電流的阻礙也越大，即此時(shí)電流瞬時(shí)變化量也越小。

當(dāng)電感為10毫亨時(shí)iL變化如下在4.8-5.2左右跳動(dòng)

??? 當(dāng)電感變?yōu)?00毫亨時(shí)，iL變化如下在4.97-5.02間跳動(dòng)明顯幅度減小

?????? 電感電流的變化還和開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)，開(kāi)關(guān)頻率影響導(dǎo)通時(shí)間，即影響瞬時(shí)電感電流大小。電感為10毫亨，開(kāi)關(guān)頻率為5k，電感電流的大概在4.8-5.2之間

當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率變?yōu)?0k時(shí)iL在4.9-5.1之間變化，明顯幅度減小了一倍。

???? 由圖分析得到iL雖然波動(dòng)但其平均值和iR是一樣的，iL的交流分量被電容給濾走了，在ic上體現(xiàn)

???? 電容越大，存儲(chǔ)電荷能力越強(qiáng)，變化越小。當(dāng)電容為1000u時(shí)，經(jīng)過(guò)電容的交流電流如圖所示，產(chǎn)生的變化的電容電壓導(dǎo)致輸出電壓也有浮動(dòng)。

?????? 當(dāng)電容變大變成2000u時(shí)，可以明顯看到ic明顯幅度減小，并且輸出電壓也同樣波動(dòng)減小。

?? 如果是開(kāi)環(huán)仿真，如果電壓跳變?yōu)樵瓉?lái)兩倍，占空比不變?yōu)?0%，輸出電壓也將變?yōu)樵瓉?lái)兩倍，對(duì)負(fù)載有極大影響，可能把電路燒壞，此時(shí)將電路設(shè)計(jì)為閉環(huán)控制，將采樣電壓與我想放大的電壓作比較，即和基準(zhǔn)電壓作比較，就算當(dāng)電壓突變時(shí)，一開(kāi)始能量輸出變大Verro為負(fù)數(shù)，占空比減小，當(dāng)平衡時(shí)，電壓穩(wěn)定，這樣就可以保證輸出電壓就算有擾動(dòng)時(shí)也基本無(wú)變化，可以穩(wěn)定。

?? 輸出電壓不變，此時(shí)如果電阻突然減小，則電阻電流增大電感電流是不變的，那么電容要釋放能量，電容兩端電壓有下降，也會(huì)使輸出電壓波動(dòng)小。如果相反，此時(shí)電阻減小，電阻電流減小，多余的電流給了電容，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致電容電壓會(huì)有上升的偏移，此時(shí)輸出電壓也會(huì)有大波動(dòng)。如圖為電阻分別為5R,20R時(shí)輸出電壓的變化。

總結(jié)：

（1）：控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷可以控制能量的輸出，開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電感電流不可以突變，在某周期內(nèi)Vin-V0是固定值，變化率不變，輸出電壓上升，同理關(guān)斷時(shí)電容耗電，當(dāng)兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，可以看作輸出電壓恒定，即Vout=Vin*Don。

（2）：電感電流有有交流有直流，但是他的平均值和iR一樣，交流分量被電容給濾走了，但是通過(guò)電感電流變化量公式可以知道。當(dāng)電感系數(shù)越大紋波越小，開(kāi)關(guān)頻率越大紋波越小。

（3）：電容越大，所能儲(chǔ)存的電荷也就越多，相同電荷流入，在相同時(shí)間下，其電壓變化就慢，當(dāng)電容增大時(shí)，其存儲(chǔ)能力變強(qiáng)，電容電流的波動(dòng)就減小，輸出電壓的波動(dòng)也跟著減小。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的buck拓扑原理及仿真的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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