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原创 第8期 原创赛

BUCK+软开关

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不低调的低调
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  • 2017-12-5 19:27:52
从大二开始看开关电源如今大四也快一半了,做过升压、降压、PFC、逆变都做过,不过也都是比较浅浅的能做参数基本也是大概给。最近刚好课设打算做一下   BUCK+软开关的 里面可能会出现诸多问题还请多多指点
QQ图片20171205191711.png
不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 19:33:05
 
自己做的任务书 基本不考虑成本以及电磁干扰 主要学下环路分析和最小电压应力软开关
QQ图片20171205192903.png
不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 19:35:32
 
这里写的这么大的参数基本是根据实验室所有的稳压电源的电压调节范围选的 而且所用到的有些东西确实感觉非常浪费
不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 19:48:48
 
先对BUCK变换器CCM状态做个分析
QQ图片20171205194643.png
不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 20:34:17
 
这是自己刚接触开关变换器时见到的第一个变换器波形 回顾下之前学习的知识
也从这个图开始分析吧 在开关管VT的g s两端电压Vgs达到高电平(平时用的15v的)后开关管VT导通
此时二极管VD两端电压就近似的为电源电压Ui  被截止(未考虑二极管反向恢复)
此时输出电压近似为Uo 所以电感L两端电压为Ui - Uo
电感上的电流为1/L倍的电压对时间的的积分 所以在此期间电感上的电流 iL 近似线性增大
根据KCL有iL=ic+io
在输出电压纹波较小(恒定阻性负载)的情况下io近似恒等于Io
所以可将ic看成为iL波形直接向下平移Io所得
导通阶段 在刚开始给电感充电的情况下iL<io 仍旧根据KCL 可以看出电容电流ic=(iL-io )<0 也就是在这里电感和电容共同为负载提供能量
当iL>io时 电容电流ic=(iL-io )>0  电感为 电容和负载提供能量(这里的能量确切来说应该来自电感还是电源?因为电感电流也是增长的过程,可是电容与负载能量的供给大小又是电感的原因)
开通过程分析完成,关断与开通对称就不分析了
然后在就一个根据伏秒平衡:
      (Ui-Uo)dT=Uo(1-d)T
      得到的Uo=dUi


QQ图片20171205195117.png
不低调的低调
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  • 2017-12-5 20:38:46
 
这个是自己规定的参考方向

QQ截图20171205203531.png
不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 20:54:32
 
这个是关于电流纹波的计算
QQ截图20171205204636.png
其中ILV为最小值ILP为其最大值
但是为什么第一个公式会出现1/2△iL
QQ截图20171205205054.png
因为图中两个阴影三角形全等
根据以前初中学的(移山填海法)也知道IL为三角形的中位线

不低调的低调
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高级工程师
  • 2017-12-5 21:09:46
 
输出电压纹波的计算
QQ截图20171205210238.png
其中积分部分也就是ic的边缘加深的三角形的面积 根据之前的1/2 △iL和相似三角形的知识也很容易求出其面积
下面的几个公式是将其与△iL的关系换成了与输出电压Uo和占空比D的关系(毕竟没人设计的根据是△iL是多少)
不低调的低调
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  • 2017-12-6 20:18:45
 
电感电容参数选择
对应16v2A输出24V输入条件做一下选取的分析吧 毕竟在整个工作范围内这个是最苛刻的条件如果在此条件满足的话
其他条件下应该都是满足的
因为不是很了解常规产品的要求
这里我想要的电流纹波希望小于0.5A 电压纹波小于0.001V
频率这里选择45KHZ(其实是随便选的)
QQ截图20171206200906.png
计算得出电感值为 237uh   电感选择250uh 具体值绕的时候再确定
由电压纹波计算公式计算得 1400u  因为手上有2200u的就直接选取了
(建模和仿真时会以这两个值为准)
不低调的低调
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  • 2017-12-6 20:38:07
 
BUCK变换器的建模
QQ截图20171206203740.png
不低调的低调
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  • 2017-12-6 20:49:30
 
画出其伯德图
Vi=24;
L=2.5e-4;
C=2.2e-3;
R=8;
num=8;
den=[L*C L/R 1];
s=tf(num,den);
bode(s)
grid on
QQ截图20171206204640.png
可以看出 在4khz时候穿越0分贝线相角裕度为1度

不低调的低调
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  • 2017-12-6 20:59:10
 
上传一个自己以前做的一个PI的PPT希望有用 数字PI.pptx (203.68 KB, 下载次数: 69)
心如刀割
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  • 2017-12-7 20:04:11
 
一看上去以为在写程序,软开关看成软件
XIAOTU80
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建模后用MATLAB软件画出的BODE图?
YTDFWANGWEI
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  • 2017-12-7 08:25:18
 
电压纹波1mV?
不低调的低调
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  • 2017-12-7 13:46:17
 
嗯,自己给的也不知道这个大小算好算坏
aa20897
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  • 2017-12-7 20:17:51
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好测吗?
做实物还是只是仿真?
不低调的低调
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  • 2017-12-8 13:18:01
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仿真 实验室条件有限做实物但是测不了纹波
aa20897
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  • 2017-12-8 21:44:24
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纹波太小了
aa20897
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  • 2017-12-5 21:09:24
 
用的什么软件呀?
不低调的低调
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  • 2017-12-5 21:10:19
 
PSIM 简单 容易上手
aa20897
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  • 2017-12-5 23:27:01
 
看着像,不太确定,没好意思说,哈哈。
心如刀割
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  • 2017-12-5 22:07:19
 
学习,用分立元件做的吗?
不低调的低调
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  • 2017-12-5 22:10:18
 
用3525做的 比较简单好用
liguanghui2588
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软开关是啥原理啊
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开关是软的,不是硬的
不低调的低调
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谐振
liguanghui2588
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  • 2017-12-11 11:45:05
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是应用准谐振的原理
心如刀割
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  • 2017-12-11 19:01:30
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那还不是很软啊
liguanghui2588
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  • 2018-2-3 13:35:58
  • 倒数2
 
还要多软的开关啊
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