MATLAB仿真实验：20V/10V BUCK电源闭环控制与参数设计

本文档是关于Changzhou Institute of Technology的一份电力电子课程设计说明书，主题为"BUCK开关电源闭环控制的仿真研究 - 20V/10V"。该课程旨在设计并模拟一款开关电源，其核心是利用MATLAB Simulink中的simpowersystems模型库来实现闭环控制。以下是关键知识点的详细阐述： 1. **课题背景**：研究背景可能涉及电力电子技术在现代电子产品中的广泛应用，以及BUCK转换器作为降压型开关电源在效率和小型化方面的优势。 2. **设计目标**：设计目标明确，包括输入直流电压为20V，输出电压为10V，负载电阻为2欧姆，要求输出电压纹波峰-峰值不大于50mV，电感电流脉动控制在输出电流的10%以内。此外，开关频率设定为100kHz，二极管压降、电感电阻压降以及开关管导通压降都有具体数值。 3. **电路设计**： - **滤波设计**：需计算滤波电感（L）和滤波电容（C）的参数值，同时设计双极点-双零点补偿网络以改善电路性能。 - **占空比设计**：根据要求确定合适的占空比，影响着功率转换效率和输出稳定性。 4. **主电路参数设计**：根据负载电阻、输出电压、开关管特性等参数计算所需电感和电容的具体数值，确保满足系统指标。 5. **开关电源方案设计**：包括闭环系统框图的绘制，展示控制策略（如PI控制器或更复杂的算法），以及双极点双零点补偿网络的具体实现步骤。 6. **仿真研究**： - **开环与闭环仿真**：使用MATLAB进行系统仿真，比较开环和闭环控制下的性能，验证闭环控制的有效性。 - **负载扰动分析**：模拟负载突加和突卸情况，观察系统在不同负载条件下的响应，评估动态性能。 7. **时间进度安排**：课程设计按计划分为五天，分别涵盖理论学习、电路设计、软件建模、仿真调试和报告编写等阶段。 8. **参考文献**：至少需要查阅六篇相关学术文献，以支持设计方法和理论的准确性，增强论文的学术价值。 在整个设计过程中，学生需要深入理解BUCK电路的基本原理，通过实践操作和仿真分析，提升对电力电子系统设计的实际能力，并通过撰写课程设计说明书，总结实验心得和成果。