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天 津 理 工 大 学

课程设计报告

题目：数字式Buck变换器系统设计

学生姓名 刘磊 学号 20110761 届 2014 班级 11级2班 指导教师 陈鹏 专业 电气工程及其自动化 起始日期2014年6月1日 审核日期 2013年6月26日

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第一章 课程设计内容和要求

1.1课程设计内容

本课程设计要求设计如图BUCK变换器主电路，

Vin

Q A L f Ub D C f + +

R Uo

- -

电路参数如下

输入电压：Vin=30VDC； 输出性能：Vout=15VDC；

Vout(p-p)<=0.2v；

Iout=10A；

当Iout=0.1A时，电感电流临界连续。 负载电阻：0.1-8欧 开关频率：fs=200KHz。

控制算法采用PI控制，对控制PI参数进行整定，进行MATLAB进行仿真，说明控制效果。进行程序编制。

1.2课程设计要求

1、进行主电路设计，选择滤波电容、电感、MOSFET等主电路器件。 2、进行PI控制算法设计。 3、进行MATLAB仿真。

4、设计控制系统电路画出电路图。

1.3课程设计要点、设计步骤

1、熟练掌握常用EDA设计软件，如protel等，进行原理图设计。 2、采用MATLAB软件进行控制参数的设计。 3、根据参数要求设计主电路参数。

1.4主要技术关键的分析、解决思路

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1、分析Buck变换器基本工作原理及工作模式。 2、根据Buck变换器性能指标设计主电路参数。 3、设计控制系统参数。 4、进行仿真分析。

第二章 系统设计方案

第一节Buck变换器技术

1.1 Buck变换器基本工作原理

Buck电路是由一个功率晶体管开关Q与负载串联构成的，其电路如1.1。驱动信号ub周期地控制功率晶体管Q的导通与截止，当晶体管导通时，若忽略其饱和压降，输出电压uo等于输入电压；当晶体管截止时，若忽略晶体管的漏电流，输出电压为0。电路的主要工作波形如图1.2。

QA+VinUbDLf+CfRUo--图1.1 Buck变换器电路

UbQONQOff0UAtVin0tiL?iL0t

图1.2 Buck变换器的主要工作波形

1.2 Buck变换器工作模态分析

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