BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真.doc

题目：BUCK 电路闭环 PID 控制系统的 MATLAB 仿真

目录

一、课题简介....................................................................................................................................2

二、BUCK 变换器主电路参数设计 ...............................................................................................2

2.1 设计及内容及要求..............................................................................................................2

2.2 主电路设计..........................................................................................................................2

1、滤波电容的设计..........................................................................................................3

2、滤波电感设计..............................................................................................................3

3、占空比计算..................................................................................................................3

六、参考文献..................................................................................................................................10

七、附录..........................................................................................................................................10

一、课题简介

BUCK 电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值 Uo 总是小于

输出电压 UD 通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感 L 和电

容 C 的数值。

简单的 BUCK 电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，当加

入 PID 控制器，实现闭环控制。可通过采样环节得到 PWM 调制波，再与基准

2、 输出电压(VO)：5V

3、 输出电流(IN)：10A

4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp≤50mV

5、 锯齿波幅值 Um=1.5V

6、开关频率(fs)：100kHz

7、采样网络传函 H(s)=0.3

8、BUCK 主电路二极管的通态压降 VD=0.5V，电感中的电阻压降

VL=0.1V，开关管导通压降 VON=0.5V,滤波电容 C 与电解电容 RC

的乘积为

2.2 主电路设计

电解电容生产厂商很少给出 ESR，但 C 与 R

（2）

（3）

导通压降 V

=3.73μS，将此值回代式

(5)，可得 L=17.5μH

3、占空比计算

根据：

(6)

三、BUCK 变换器 PID 控制的参数设计

PID 控制是根据偏差的比例 P)、积分 I)、微分 D)进行控制，是控制系

统中应用最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数，

使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。