Buck电路设计：10kHz与50kHz比较与仿真

本资源是一篇关于Buck电路设计与仿真的技术论文，主要探讨了降压变换器的设计方法和仿真过程。论文的核心内容集中在Buck电路的基本原理上，特别是针对输入电压为20V，目标输出电压为5V，且要求输出纹波电压为输出电压的0.5%的情况，对两个不同的工作频率——10kHz和50kHz进行了详细分析。 首先，对于10kHz的工作频率，设计者选择了MOSFET作为主开关管，占空比Dc为25%。通过公式计算得知，为了保证电感电流连续，需要的最小电感Lc为3.75×10^-4H，考虑到实际应用中的安全裕度，选择了1.2倍临界值的电感，即4.5×10^-3H。电容C的计算则基于纹波电压的要求，得到4.17×10^-6F。当频率提高至50kHz，电感和电容的计算结果相应减小，分别为0.9×10^-3H和0.833×10^-6F。 其次，文章提到了Buck电路的仿真部分，利用Simpowersystems软件中的模块来构建电路模型。仿真过程包括设置直流电压源为20V，选用MOSFET模块并设定默认参数，以及使用PulseGenerator模块生成脉冲信号驱动开关管。作者特别强调了在10kHz和50kHz两种不同开关频率下进行仿真，记录直流电压波形，并在稳态下测量直流电压值，以便验证理论计算的准确性。 该文档对于理解Buck电路的设计原则，特别是在不同频率下元件选择和计算的重要性，以及如何通过仿真验证设计效果提供了详尽的指导。这对于电子工程师进行电源管理电路设计，优化系统性能，降低噪声和提高效率具有实际操作参考价值。同时，它还展示了将理论计算与实践仿真相结合的方法，加深了对电路行为的理解。