直流稳压电源的设计与仿真报告
班级：电气09级卓越二班
姓名： 杨正清
学号： 200900191179
日期： 2012.4.22
一、设计要求：
设计一个直流稳压电源，有关指标为：
输入电压：标称直流48V，范围：43V-53V
输出电压：直流24V
输出电流：直流5A
输出电压纹波：100mv
输出电流纹波：0.25A
开关频率：250KHZ
相位裕量：60°
幅值裕量：10dB
二、设计计算
1.电路参数计算
峰值电感电流：
开关峰值电压：Vsw=Vinmax=53V
实际中，考虑到能量存储以及输入和负载变化的影响，C的取值一般要大于该计算值，去120uF
2.开环传递函数计算
根据公式：
其中Resr取50mΩ
计算得：
Wz=1.67e5 fz=26.525KHZ fo=1.41KHZ To=709.29us Wo=8858.45rad/s Q=4.026
画出开环传递函数的bode图：
从图中可以定性的看到，开环系统的相位裕量非常小，不满足要求。
3、按照题目要求对系统进行校正
采用比例积分微分调节器，根据K因子法进行系统校正。
（1）、确定fc
根据开环传递函数bode图，选择
,此时fo约等于10KHZ。
（2）、确定fc处的相角及相位裕量，计算需要的相位超前量Φb
Angle（Gc（s）s=wj）=-148° 相位裕量为180°-148°=32°
Φb=60°+148°-90°+10°=128°
（3）、基于Φb，确定K值
根据k因子法，
。
解得k=18
4、计算调节器参数
根据公式：
由于方程为有6个未知数，4个方程的欠定方程，故假定R2=1Ω，C2=1uF
解方程得：
R1=17KΩ R2=1KΩ R3=0.4KΩ
C1=375pF C2=1000pF C3=0.014uF
调节器传递函数：
三、器件选择
主电路：
电源：直流电源48V，波动范围43-53V
开关（MOSFET）：N沟道MOSFET，最大电流6V，耐压53V
电感：1.2*10e-4F
电容：120uF，Resr=50mΩ
二极管
控制电路：
PID：R1=17Ω R2=1Ω R3=0.4Ω C1=0.375uF C2=1uF C3=14uF
比较器
三角波发生器
参考电源
驱动、电阻等；
四、系统搭建与仿真
利用PSIM软件及MATLAB软件对系统进行仿真。
1、利用PSIM根据计算参数搭建系统
仿真结果：
（1）电压纹波：
（2）、电流纹波：
2、用matlab软件检测系统裕量是否满足要求
s=tf('s');
Gvd=48*(1+s/1.67*10^5)/(1+2.8*10^-5*s+s^2*1.27*10^-8);
H=1/3.3;
C=(1+6.765*10^-6*s)*(1+6.816*10^-6*s)/(3.07*10^-4*s)/(1+3.75*10^-7*s)/(1+3.78*10^-7*s);
sisotool('bode',Gvd,C,H)
从校正后系统的bode图上看出系统在频率fc处满足题目所要求的裕度要求。
五、感受与收获
通过这次直流稳压电源的设计，加深了对back电路的了解和认识，知道了直流稳压电源的结构构成和设计方法；加深了对自动控制理论的理解，初步掌握了控制理论的应用，知道了如何根据传递函数形成校正装置；熟悉了PSIM软件以及MATLAB软件在电力电子设计中的应用。
第二篇：毕业设计 开关电源开题报告
武汉科技大学毕业设计（论文）开题报告
