电力电子技术仿真课程设计报告--BUCK ZCS PWM主电路设计与仿真.doc

电力电子电路仿真课程设计报告 设计课题：BUCK ZCS PWM主电路设计与仿真 专业班级： 07级应用电子（1）班 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 2010.12.20-2010.12.31 电气工程学院摘要 在计算机、消费产品等多电源供电的系统中,BUCK型DC/DC变换器有着很普遍的应用。它的输出电压等于或小于输入电压,并且是一种单管非隔离直流变换器。开关管、二极管、输出滤波电容和输出滤波电感构成了它的主电路。BUCK变换器实现零电流开通的方法很多,但目前使用较为广泛的为ZCS-PWM技术。本文首先分析了典型BUCK主电路，用Pspice软件进行仿真，分析各个器件的波形和功耗，然后用引入一典型的ZCS-PWM变换器, 并对新型变换器进行了仿真验证。结果显示,改进的变换器较典型的变换器有更高的工作效率。 关键词： Pspice软件仿真 BUCK变换器 ZCS-PWM技术 目录 Buck变换器原理与参数设计 - - - - - - - - - - - 1 1.1 buck主电路工作原理 - - - - - - - - - - - - -1 1.2工作过程分析- - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1.3 Buck变换器参数设计 - - - - - - - - - - - - -2 1.3.1 Buck变换器性能指标 - - - - - - - - - - -2 1.3.2 Buck变换器主电路设计 - - - - - - - - - - 3 第二章 Buck变换器仿真 - - - - - - - - - - - - - - -5 2.1 Buck变换器仿真参数及指标 - - - - - - - - - -5 2.2 Buck变换器仿真电路图 - - - - - - - - - - - -6 2.3 Buck变换器开环仿真结果及分析 - - - - - - - -6 第三章 软开关的设计与仿真 - - - - - - - - - - - - -18 3.1 ZCS-BUCK PWM电路原理 - - - - - - - - - - - -18 3.2零电流开关仿真波形 - - - - - - - - - - - - - -19 总结 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23 参考文献 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -23 第一章 Buck变换器原理与参数设计 1.1 buck主电路工作原理 BUCK变换器又称降压变换器或串联开关变换器，其电路组成如图1.1所示，它由一个电子开关M1，二极管D1，电感L1，电容C1和一个负载电阻R1构成。如果让开关M1周期性导通、关断，对输入电压V1进行斩波，在二极管两端可以得到一连串方波电压Vd(如图2.1)。经过串联电感电路的滤波，在输出端就可以得到平稳的直流输出电压Vr（如图2.1）了。控制开关M1开通和断开的比例，就可以对输出电压进行控制。它是一种对输入电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压。 (3)输出电压中纹波电压与输出电压比值小到允许忽略。 图1.1 Buck变换器典型电路 1.2工作过程分析 当主开关M1导通，如图1.2所示，im=流过电感线圈L，电流线性增加在负载R上流过电流Io，两端输出电压Vr，极性上正下负。当im i。时，电容在充电状态。这时二极管D承受反向电压而截止。经时间D1Ts后，如图1.3所示主开关M1截止，由于电感L中的磁场将改变L两端的电压极性，以保持其电流不变。负载两端电压仍是上正下负。在Io时，电容处在放电状态，以维持Io、Vr不变。这时二极管D，承受正向偏压为电流红构成通路，故称D为续流二极管。由于变换器输出电压Vo小于电源电压Vs，故称它为降压变换器。 其工作图如下图11.2和图11.3所示。  图1.2 M1导通 图1.3 M1关断 在一般的电路中是期望BUCK电路工作在连续导通模式下的，在一个完整 的开关周期中，BUCK变换器的工作分为两段，其工作波形图为: 图1.4 BUCK在连续模式下的工作波形图 1.3 Buck变换器参数设计 1.3.1 Buck变换器性能指标 输入电压：Vin=48VDC 输出电压：Vout=24VDC； 输出功率PW