BUCK電路仿真建模案例

• 設(shè)計指標(biāo)
  1. 輸入電壓：100V+10sin(100*2πt)
  2. 輸出電壓：0~72V（容性負(fù)載）
  3. 輸出電流：0~20A
  4. 開關(guān)頻率:100kHz
  5. 系統(tǒng)時鐘:100MHz
  6. MCU類型：浮點
• 仿真模型詳細設(shè)計
• 主回路

圖1 主回路仿真模型

Udc為輸入電壓直流分量，Uac為輸入電壓交流分量。Rs1和Rs2分別為輸入回路和輸出回路的寄生阻抗，Lo為輸出濾波電感，Co為輸出濾波電容（務(wù)必參考數(shù)據(jù)手冊添加ESR），負(fù)載類型為CV負(fù)載。

1. 2. 采樣電路

圖2 采樣電路仿真模型

系統(tǒng)共3個采樣點，輸入電壓 Ui_s ，輸出電壓 Uo_s ，輸出電流 Io_s 。每個采樣點經(jīng)過一階濾波器（濾波器帶寬跟開關(guān)頻率一致即可）處理轉(zhuǎn)換成0~3.3V的電壓，經(jīng)過12位的AD采樣得到ADCRESULT0..2，最后經(jīng)過比例處理得到實際采樣值供MCU使用。

1. 3. 控制算法

圖3 控制算法仿真模型

目標(biāo)電壓和目標(biāo)電流均采用斜坡軟給定，電壓給定初值為啟動前輸出電壓，電流給定初值為0。目標(biāo)電壓為60V，目標(biāo)電流為20A?？刂?a target="_blank">算法采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的算法。

1. 4. 調(diào)制電路

圖4 調(diào)制電路仿真模型

載波為鋸齒波，即EPWM配置為UP模式，ZERO時置1，CMPA時清零。另外需要根據(jù)DSP中EPWM寄存器中比較值影子寄存器的特性增加仿真模型，當(dāng)載波為0時才更新比較值（仿真模型中考慮到離散時間因素，設(shè)計為載波≤3時才更新比較值）。

• 仿真結(jié)果

圖5 仿真波形（左圖為整體圖，右圖為局部放大圖）