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DC-DC 变换器的仿真 机自099 谭玄 0910310517 DC-DC 变换器即Buck 变换器,对Buck 电路的开关过程进行分析。 Buck 电路的基本拓扑电路如图1 所示。Buck 变化器有电感电流连续(CCM) 和电感电流断续(DCM)2 种工作模式。这里仅对CCM 模式进行分析和仿真，在CCM 模式下,电路工作过程分V T 导通和关断2 个阶段。V T 导通时为电感L 储能阶段,此时电源向电感及负载提供能量,V T 关断时电感L 释放能量供负载工作。在CCM 模式下, Buck 电路的工作情况如图2 所示,图2 (a) 为V T 导通时的拓扑电路,图2 (b) 为V T 关断时的拓扑电路。 状态空间平均法 从图2 的拓扑电路中,可以分别写出Buck 变换器导通和关断2 个阶段的状态方程。在1 个开关周期内用状态空间平均法可以得到1 个关于输出电压和开关频率的非线性状态方程。 V T 导通时的状态方程为: V T 关断时的状态方程为: 　对式(1) 和式(2) 用时间平均得到: 式(3) 中, Uo 代表输出电压; D代表占空比; IL 代表电感电流;Ui 代表输入电压。用Simulink 进行数学建模如图3 所示。该模型中k = D/ L ; k1 = 1/ C; k2 = 1/ RC; k3 = 1/ L 。 DC-DC变换器模型 Constant 代表输入电压。模型上半部分为电感电流iL 的状态方程的模型实现, 下半部分是关于电容电 压uC 的状态方程的模型实现。 DC-DC变换器仿真实验结果 图中横坐标为t/ s ,纵坐标为Uo ·iL / V ·A) 。仿真参数为: d = 0. 4 ; L = 200μH; C = 50μF; R = 5 Ω; f =10 kHz。 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压, 控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。