基于PSIM的單環(huán)Buck變換電路仿真

PSIM是電力電子仿真軟件中最簡(jiǎn)單、最容易上手的仿真軟件，接下來(lái)就從易到難分享一些變換器的搭建模型，可能有不足的地方，歡迎新手一起學(xué)習(xí)指正！

重點(diǎn)在于控制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，后續(xù)可以分享實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制模型，少說(shuō)多做，開(kāi)始！

本文以一個(gè)單環(huán)Buck變換器為例，一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)就是在輸入或輸出等外界因素發(fā)生變化時(shí)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)控制環(huán)路實(shí)現(xiàn)PWM占空比調(diào)整，使輸出快速穩(wěn)定下來(lái)。閉環(huán)直流變換器電路功能框圖如下圖1所示。

圖1 閉環(huán)直流變換反饋控制框圖

圖2 閉環(huán)模型包括功率級(jí)和控制級(jí)

功率級(jí)電路就是典型BUCK拓?fù)?，控制環(huán)路是輸出電壓采樣值FB與基準(zhǔn)Vref進(jìn)行比較得到當(dāng)前控制誤差量Verr，誤差量經(jīng)過(guò)PI控制器運(yùn)算處理后得到控制量，這里暫定名Vc，Vc經(jīng)限幅后得到當(dāng)前控制量與三角鋸齒波進(jìn)行比較得到當(dāng)前PWM脈沖。

當(dāng)變換器輸入或者輸出發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前輸出電壓Vout發(fā)生變化，反饋環(huán)路將自動(dòng)產(chǎn)生新的控制量與鋸齒波進(jìn)行比較得到合適的占空比PWM，從而調(diào)整功率電路快速恢復(fù)到設(shè)置輸出值。

圖3 穩(wěn)態(tài)條件下控制量與鋸齒波比較得到占空比

圖4 輸入電壓從15V-20V變?cè)?，Vout短時(shí)間可以調(diào)整到穩(wěn)態(tài)

圖5 輸入電壓從15變20后控制量迅速變低，與鋸齒波比較得到新的占空比PWM，由于展開(kāi)后看不到控制量變化，此圖有點(diǎn)密集。

圖6 POWER-CONTROL

圖6中功率級(jí)和控制電路涇渭分明，注意線的顏色一個(gè)是紅色一個(gè)是綠色，最好是可以這么搭，因?yàn)椴捎米枞?a href="http://www.ttokpm.com/analog/" target="_blank">模擬搭建方式時(shí)候功率和控制混合，雖然也可以仿真，但是感覺(jué)視覺(jué)和效果不太好，最好開(kāi)始就養(yǎng)成一個(gè)好習(xí)慣。當(dāng)然如果能用C塊把它寫出來(lái)，就是用自己的語(yǔ)言去設(shè)計(jì)表達(dá)這個(gè)模型，更能加深你的掌握理解。