《Buck变换器的闭环控制在Matlab Simulink中的实现》 Buck变换器是一种广泛应用的直流-直流（DC-DC）转换器，它能够将高电压转换为低电压，广泛应用于电子设备的电源管理中。在实际应用中，为了确保输出电压的稳定性和快速响应，通常会采用闭环控制策略。本主题主要围绕Buck变换器的闭环控制概念，以及如何利用Matlab Simulink进行建模和仿真。 1. Buck变换器基本原理 Buck变换器的核心工作原理是通过开关元件（如MOSFET或IGBT）的通断来改变输入电压对负载的平均供电比例，从而调节输出电压。其基本结构包括电感、电容、开关元件和二极管。 2. 闭环控制系统 在闭环系统中，Buck变换器的输出电压被实时监测并与设定值比较。这个比较结果作为反馈信号，通过控制器（如PID控制器）调整开关元件的占空比，使得输出电压尽可能接近设定值。这样的设计提高了系统的稳定性，增强了对外部环境变化和负载波动的适应性。 3. PID控制器 PID控制器是闭环控制系统中最常见的控制器之一，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。比例项即时响应误差，积分项消除稳态误差，微分项则提前预测误差趋势，三者结合可以实现快速且稳定的控制。 4. Matlab Simulink的应用 Matlab Simulink是一个强大的系统级建模和仿真工具，特别适合于电力电子系统的建模与分析。在这个项目中，我们可以建立Buck变换器的Simulink模型，包括开关元件、电感、电容、控制器等组件。然后，通过"basic_buck_converter_with_PID_controller.mdl"模型，可以看到如何将PID控制器集成到Buck变换器中，实现闭环控制。 5. 无补偿器与带补偿器的比较 "basic_buck_converter_without_compensator.mdl"模型展示了没有PID控制器的Buck变换器，其输出电压可能会受到负载变化和输入电压波动的影响，稳定性较差。而加入PID控制器后，系统能更快地响应这些变化，保持输出电压的稳定。 6. 许可证文件 "license.txt"是软件许可文件，通常包含了使用模型或代码的法律条款和限制，用户在使用相关模型时应遵循这些规定。 总结，通过Matlab Simulink，我们可以直观地理解和分析Buck变换器的闭环控制机制，掌握PID控制器在实际系统中的应用，并通过仿真观察其性能。这不仅有助于理论学习，也有利于实际工程中的设计和调试。

一款200W高效能开关电源的设计方案，采用了PFC（功率因数校正）、LLC谐振变换器和同步整流技术。该电源支持12V和24V双电压输出，具有高达94%的效率和超过0.98的功率因数。文中不仅提供了详细的电路参数、PCB布局、变压器电感参数和BOM清单，还展示了PFC、LLC和同步整流的关键控制代码及其工作原理。此外，该设计方案在紧凑的空间内实现了高性能，适用于多种应用场景。 适合人群：电力电子工程师、硬件设计师、从事电源设计的技术人员。 使用场景及目标：①用于工业设备、消费电子产品和其他需要高效电源供应的场合；②帮助工程师理解和实现高效率、高功率因数的开关电源设计。 其他说明：该方案不仅提供了理论和技术细节，还包括实用的工程数据，如PCB布局和元件清单，便于实际生产和应用。

### 单端反激式开关电源设计步骤详解 反激式开关电源因其结构简单、成本低廉及适用范围广泛等特点，在小功率电源系统中被广泛应用。本文将基于给定的文件内容，详细介绍单端反激式开关电源的设计步骤，并对每个步骤进行深入解析。 #### 一、电源输出功率 首先需确定电源的输出功率 \( P_O \)，这一步骤至关重要，因为输出功率直接影响到后续设计中的元件选择。公式如下： \[ P_O = \sum_{i} (V_{OUT_i} \times I_{OUT_i} + V_{D_i}) \] 其中，\( V_{D_i} \) 为第 i 路输出整流二极管的正向导通压降。通常情况下，可以选择肖特基二极管或超快恢复二极管。如果采用肖特基二极管，则 \( V_{D_i} \) 大约为 0.4V；如果是超快恢复二极管，则 \( V_{D_i} \) 大约为 0.6V。 #### 二、输入端电容 输入端电容 \( C_{in} \) 的选择也非常重要，它直接影响到电源的稳定性。一般来说，其最小值应满足以下条件： \[ C_{in} \geq (2 \sim 3) \times \frac{P_O}{f_L} \] 这里，\( f_L \) 是交流输入电压的频率。 #### 三、输入最小直流电压 接下来需要确定输入的最小直流电压 \( U_{dcmin} \)，该值可以通过以下公式计算得出： \[ U_{dcmin} = \sqrt{2} \times U_{acmin} - \frac{2 \times P_O \times t_C}{f_L \times C_{in} \times \eta} \] 其中，\( t_C \) 为整流桥导通时间，通常取值为 3.2ms；\( \eta \) 表示电源效率。 #### 四、输入最大直流电压 输入的最大直流电压 \( U_{dcmax} \) 直接由交流输入最大电压 \( U_{acmax} \) 确定： \[ U_{dcmax} = \sqrt{2} \times U_{acmax} \] #### 五、最大占空比 在选择PWM控制芯片时，为了确保系统的稳定性，最大占空比 \( D_{max} \) 通常不超过 0.5。 #### 六、反激电压 反激电压 \( U_{OR} \) 可以通过以下公式计算： \[ U_{OR} = U_{dcmin} + U_{ds} - D_{max} \times (U_{dcmin} + U_{ds}) \] 这里，\( U_{ds} \) 为开关管饱和导通压降，一般取值为 10V。 #### 七、开关管漏源最低耐压 开关管的漏源最低耐压 \( U_{mos-min} \) 可以通过以下经验公式估算： \[ U_{mos-min} = 1.4 \times U_{dcmax} + 1.5 \times U_{OR} \] #### 八、工作模式与电流纹波峰值比 根据实际应用需求，可以设定变换器的工作模式为电流连续模式(CCM)或电流断续模式(DCM)。不同的工作模式对应不同的电流纹波峰值比 \( K_{RP} \)： - CCM 模式：\( K_{RP} < 1 \) - DCM 模式：\( K_{RP} = 1 \) #### 九、确定开关频率 开关频率 \( f \) 的选择需要考虑所选芯片的支持能力和开关管的开关能力。通常，开关频率的选择会影响到效率和成本之间的权衡。 #### 十、选择磁芯 磁芯的选择对于整个电源的性能有着至关重要的影响。面积乘积法是一种常用的计算方法，可以根据不同的工作模式计算出面积乘积 \( A_p \)： - CCM 模式： \[ A_p \geq \frac{1.5}{1-D_{min}} \times \frac{P_O}{f \times B_{m} \times J_k \times \eta} \] - DCM 模式： \[ A_p \geq \frac{1.5}{D_{max}} \times \frac{P_O}{f \times B_{m} \times J_k \times \eta} \] 这里，\( D_{min} \) 为最小占空比；\( B_{m} \) 为最大磁通密度；\( J_k \) 为电流密度。 #### 十一、确定电流平均值 原边电流平均值 \( I_{avgp} \) 的计算公式如下： \[ I_{avgp} = \frac{P_O}{U_{dcmax} \times D_{max} \times \eta} \] #### 十二、确定原边峰值电流 原边峰值电流 \( I_{pkp} \) 的计算公式为： \[ I_{pkp} = I_{avgp} \times \left(2 + \frac{1}{K_{RP}}\right) \] #### 十三、确定开关管能承受最小电流 开关管能承受的最小电流 \( I_{mos-min} \) 计算公式为： \[ I_{mos-min} = 1.5 \times I_{pkp} \] #### 十四、确定原边有效值电流 原边有效值电流 \( I_{rmsp} \) 的计算公式如下： \[ I_{rmsp} = I_{pkp} \times \sqrt{\left(\frac{1}{3} + \frac{1}{K_{RP}^2}\right)} \] #### 十五、确定初级电感量 初级电感量 \( L_p \) 的计算公式为： \[ L_p = \frac{U_{dcmax} \times D_{max}}{f \times I_{pkp} \times K_{RP}} \] #### 十六、确定最大磁通密度 最大磁通密度 \( B_m \) 一般取值范围为 0.2T~0.3T，以避免磁芯饱和。 #### 十七、原边匝数 原边匝数 \( N_p \) 的计算公式为： \[ N_p = \frac{1000 \times L_p}{I_{pkp} \times A_e \times B_m} \] 其中，\( A_e \) 为磁芯的有效截面积。 #### 十八、副边匝数 副边匝数 \( N_{si} \) 的计算公式为： \[ N_{si} = N_p \times \frac{V_{OUT_i} + V_{D_i}}{U_{OR}} \] #### 十九、偏置绕组匝数 偏置绕组匝数 \( N_B \) 的计算公式为： \[ N_B = N_p \times \frac{V_B}{U_{OR}} \] 这里，\( V_B \) 为偏置电压。 通过以上步骤，我们可以较为完整地完成单端反激式开关电源的设计。每一步都紧密关联，需要综合考虑电源的各项指标和实际应用需求来做出最佳选择。

内容概要：本文详细介绍了三相维也纳PFC开关电源这一成熟技术。首先概述了三相维也纳PFC的基本概念及其在电力系统中的重要性，强调其用于改善电力质量和提高功率因数的作用。接着阐述了开关电源的核心技术，特别是三相AC输入无桥PFC和±400V DC输出的特点。文中还展示了一个简化的PFC控制代码片段，解释了如何通过调整开关电源的导通时间来实现功率因数校正。最后提到该技术已经在市场上稳定运行两年，并成功量产，提供了完整的源代码、原理图和PCB等资料。 适合人群：从事电力电子技术研发的专业人士、对开关电源技术感兴趣的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于需要高效、稳定电力供应的工业设备和电子产品制造商，旨在帮助他们理解和应用三相维也纳PFC技术，提升产品的电力性能。 其他说明：文中提供的资料和代码片段有助于加速新技术的研发和现有系统的改进，同时也为相关领域的研究提供了宝贵的参考资料。

反激式开关电源设计方案：高效稳定输出12V 6A电源，附完整原理图、PCB工程文件和BOM表，即刻投入生产使用,反激式开关电源设计方案：详细解析12V 6A输出原理图，附PCB工程文件和BOM表，直接使用指南,反激式开关电源设计方案，12V6A输出，有完整原理图，PCB工程文件，BOM表，可直接使用。 ,反激式开关电源设计; 12V6A输出; 完整原理图; PCB工程文件; BOM表; 可直接使用;,反激式电源设计，12V6A高效输出，完整文件及原理图供现成使用 在当前电子工程领域，反激式开关电源设计作为实现高效稳定能量转换的一种关键技术，始终扮演着重要角色。它在提供稳定电压输出的同时，具备高效能、低功耗的特点，对于电子设备的正常运行至关重要。具体来说，一款针对12V 6A输出设计的反激式开关电源，不仅要求具备高度的稳定性和可靠性，还要求设计者必须具备深厚的电源管理知识和实践经验。 本设计方案通过提供完整的原理图、PCB工程文件和BOM表，使得设计者能够迅速理解设计方案的每一个细节，并且可以直接投入生产使用。完整的原理图是设计的基础，它详细描述了电路的工作流程和各组件之间的关系。原理图对于初学者来说，是一个了解电源工作原理、深入学习电源设计的重要工具。同时，对于有经验的工程师来说，原理图同样是设计过程中的关键参考，能够帮助他们检验电路设计的正确性，并进一步优化电源的性能。 PCB工程文件则是根据原理图设计的电路板文件，它包含了电路板的设计规格、元件布局和走线信息。PCB文件是将电源设计从理论转化为实体产品的核心资料。在制作PCB时，需要考虑诸多因素，如元件的热分布、电磁兼容性、信号完整性等，只有通过精确的PCB设计，才能确保电源板在实际运行中的性能稳定。 BOM（物料清单）表则详细列出了制作该电源所需要的所有电子元件和材料，包括元件的型号、规格、数量以及来源等。BOM表是生产管理中的重要文件，它确保生产过程中的采购、仓储、物流等环节能够准确无误地进行。一个详尽准确的BOM表，对于控制生产成本、提高生产效率具有重要作用。 本设计方案的特点在于其实用性和综合性。文档中不仅包含了上述各种重要文件，还提供了一份详细的使用指南，指导用户如何根据这些文件进行生产。此外，设计文件在内容上涵盖了从理论到实践的各个方面，使得整个设计方案不仅是一个理论模型，而是一个可以立即操作的生产工具。 反激式开关电源设计方案的实战解析部分，从设计到实践的每个步骤都进行了深入的分析。这种从理论到实践的深度解析，对于电源设计者来说是宝贵的学习资源，它不仅能够帮助设计者掌握反激式开关电源的设计技巧，还能够提供实战经验，帮助他们更好地解决在实际应用中可能遇到的问题。 反激式开关电源设计方案为电子工程师提供了一套完整的工具和方法，使其能够在最小的资源投入下，实现12V 6A高效稳定输出的电源设计。通过这些详细的设计文件和解析，设计者不仅能够快速掌握电源设计的核心技术，而且能够直接应用于生产实践，大大缩短了研发周期，降低了产品开发的风险。对于那些希望建立在大数据背景下对电源系统进行优化和管理的工程师来说，本设计方案同样提供了极具价值的参考和借鉴。

基于Mathcad14.0的Buck电路设计工具：规格参数自定义，损耗与效率计算，开关电源优化分析,Buck电路设计与开关电源工具：规格参数自定义，计算结果自动生成，开关元件及无源器件选型，损耗与温升精细计算，电路优化对比不同电压频率下的性能表现（基于Mathcad 14.0）,Buck电路设计，开关电源学习工具，可以根据需求修改电路的规格参数，计算书自动生成计算结果，可以进行开关管及无源器件的选型，损耗及温升计算。 附赠两个电路优化计算书，可以对比不同电压或者频率下Buck电路的优劣。 基于Mathcad14.0 开关电源计算书，损耗计算，效率计算，温升计算，电感计算，电容选型，开关管选型。 ,Buck电路设计; 开关电源学习工具; 修改电路规格参数; 计算书自动生成; 开关管选型; 无源器件选型; 损耗计算; 温升计算; 电路优化计算书; 不同电压/频率对比; Mathcad14.0; 开关电源计算书; 效率计算; 电感计算; 电容选型。,基于Mathcad14.0的Buck电路设计与开关电源学习工具：规格参数可定制，效率温升全计算

开关电源开发必备资料，很详细的讲解了开关电源中各元件的计算与选型，在现实中已应用

**知识点详解：TSP40057 开关电源降压芯片** ### 1. 宽输入电压范围同步降压控制器 TSP40057是一款专为宽输入电压范围设计的同步降压控制器，其工作电压范围覆盖8V至40V，能够满足不同应用场景下的电源转换需求。这款芯片的特性使其成为工业、网络通信、服务器及功率模块应用的理想选择。 ### 2. 输入电压前馈补偿 TSP40057内置输入电压前馈补偿功能，这使得芯片在面对输入电压变化时，能够快速响应并保持输出电压稳定。这一特性尤其适用于输入电压波动频繁或幅度较大的环境，确保了系统的稳定性和可靠性。 ### 3. 高精度内部参考电压 芯片内置了一个小于1%误差的0.7V参考电压，用于精确控制输出电压，保证了输出电压的稳定性与准确性。这一特性对于需要高精度电压控制的应用场景尤为重要。 ### 4. 可编程定频电压模式控制器 TSP40057支持高达1MHz的固定频率操作，用户可以通过外部配置实现对操作频率的精准控制。这种可编程特性不仅提高了设计灵活性，还允许工程师根据具体应用需求调整电路参数，优化系统性能。 ### 5. 内置高侧与同步整流N通道MOSFET驱动 芯片集成了用于驱动高侧和同步整流N通道MOSFET的电路，简化了外部电路设计，提高了整体效率。PowerPADTM封装形式降低了热阻，有助于提高散热效率，确保芯片在高负载条件下的稳定运行。 ### 6. 过温保护 TSP40057具备过温保护机制，能够在温度超过安全范围时自动关断，避免因过热导致的损坏，增强了系统的安全性和可靠性。 ### 7. 外部同步 支持外部同步信号输入，允许与外部时钟同步，便于多芯片并行工作，实现更复杂的电源管理方案，提高整体系统的稳定性和效率。 ### 8. 可编程高侧电流限制 芯片支持高侧电流的可编程限制，通过外部电阻设置过流保护点，实现逐脉冲电流限制，有效防止因过载而引起的系统故障。 ### 9. 可编程闭环软启动 TSP40057允许用户自定义软启动时间，通过外部电容设定，平滑过渡至稳定状态，减少启动过程中的冲击电流，延长系统寿命。 ### 10. 电流模式变体 TPS4005x系列包括TPS40054、TPS40055、TPS40057等型号，其中TPS40054提供电流模式，TPS40055提供/汲取电流模式，而TPS40057则在提供/汲取电流模式的基础上增加了VOUT偏压功能，满足不同场景下的特定需求。 ### 结论 TSP40057是一款高度集成、功能丰富的同步降压控制器，其宽输入电压范围、高精度、可编程特性、内置驱动和保护机制，使其成为解决复杂电源转换问题的强大工具。无论是工业、通信还是服务器领域，TSP40057都能提供高效、稳定的电源解决方案。

在开关电源领域中，DCDC转换器作为一种电源转换设备，通过调整占空比来实现输出电压的稳定，其核心功能在于高效地将输入电压转换成所需的输出电压。DCDC转换器中常见的类型包括BUCK（降压）和BOOST（升压）电路。在这些电路设计中，分压电阻扮演着重要的角色，它们直接影响着电路的稳定性和输出电压的精度。 可调稳压电路分压电阻计算工具，顾名思义，是一种用于辅助设计DCDC电路中分压电阻值的软件工具。该工具能够根据用户设定的参数自动计算出所需的分压电阻值，简化了设计过程，提升了工作效率。具体到设计一个可调稳压电路，分压电阻的计算必须考虑到稳压器的基准电压、输出电压、反馈电阻、以及电路的工作电流等因素。 在BUCK电路中，分压电阻的作用是监测输出电压并将其反馈至稳压器的反馈引脚。通过调整分压电阻的阻值，可以改变反馈电压的大小，从而实现输出电压的调整。而在BOOST电路中，分压电阻主要负责从输出端获取电压反馈，以便稳压器能够根据负载的变化调节占空比，保持输出电压的稳定。 设计可调稳压电路时，工程师需要选择合适的反馈电阻值以确保电路在各种负载条件下都能够稳定运行。这通常涉及复杂的计算过程，包括对电路的线性稳定性和负载调节能力的分析。分压电阻计算工具能够帮助工程师快速准确地完成这些计算，确保设计的电路既满足性能要求又具有良好的可靠性。 除了计算分压电阻的阻值，该工具还能在设计过程中考虑电阻的功率耗散、温度系数以及电路的其他关键参数，从而提供全面的设计支持。这对于提高电路设计的成功率、缩短设计周期具有重要意义。分压电阻计算工具通常包含了丰富的数据库，内含多种开关稳压器的详细参数，用户可以据此快速找到适合其应用需求的组件。 可调稳压电路分压电阻计算工具是一款专业针对DCDC开关电源设计的辅助软件，它通过提供精确的分压电阻计算服务，极大地提高了电路设计的效率和准确性。对于电源工程师而言，这无疑是一大助力，能够帮助他们更快地实现电路设计，确保产品的性能和稳定性。在当今快节奏的电子产品开发环境中，这样的工具显得尤为重要，它不仅节省了宝贵的时间，还有助于工程师在竞争激烈的市场中保持领先优势。

内容概要：本文介绍了BoostPFC闭环CRM开关电源模型的Matlab仿真方法及其应用场景。BoostPFC（升压功率因数校正）技术旨在提升电源效率和电网质量。文中详细讲解了闭环控制策略、CRM临界导通模式以及ZCS零电流关断技术的应用。通过MATLAB 2017b搭建的仿真模型，展示了如何构建BoostPFC电路模型，添加闭环控制和CRM控制逻辑，最终实现ZCS零电流关断的设计。此外，还提供了简单的代码示例和详细的代码分析，帮助读者理解如何根据CRM模式生成控制信号及优化电路参数。 适合人群：电力电子领域的初学者和技术爱好者，特别是对开关电源设计感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标：①掌握BoostPFC的工作原理和优势；②学会利用MATLAB/Simulink进行电力电子系统的建模与仿真；③深入理解闭环控制、CRM模式和ZCS技术的具体实现方式。 其他说明：推荐配合相关书籍和在线资源一起学习，以便更好地理解和应用所学知识。