一、前言
使用multisim仿真buck电路,有时间会进行Buck电路的进一步分析。
文件已上传:
https://download.csdn.net/download/weixin_45988024/13120497.
二、原理图
电路搭建:
方案一
方案二
区别在于电流的获取,方案二是用一个小阻值的取样电阻,通过测两端电压间接测量。方案一是使用电流探针,也可以完成测量,结果是近似相同的。
三、具体步骤、参数设定及分析。
VI为12VDC,信号发生器设置如下:
Mos选用N沟道的功率mos,为2N6755
续流二极管选用:SS34,由于在multisim中没有找到SS54,考虑选用SS34应该勉强满足需求。
电感根据公式计算得:
计算得到:Lmin=32uH,选用35uH功率电感。Vin=12V,Iout=3A;
KIND×Iout为输出电流纹波量,设定KIND 为0.2,Fsw=150kHz
R2电阻取1Ω,作为取样电阻,测两端电压间接测量电流波形。
测量电感两端电压波形,以及电感所在支路电流,如下:
橙色线为电感电压,白色线为电感电流,Ton期间,UL=4.851V;Toff期间,UL=-7.34V;
根据Uo理论值=Ui·D=7.2V;理论UL=12-7.2=4.8V(Ton),UL=-7.2V(Toff);
误差不大,可以认为仿真成功。
分析波形,Ton期间,电流回路如下图:
UL>0且为定值;根据UL=Ldi/dt;电感电流线性上升。
Toff期间,电流回路如下:
UL<0,并且为定值,根据公式,电感电流线性下降,但没有降落到0,可以判断此时buck电路为CCM模式。
四、替代方案
可以尝试脉冲源+肖特基二极管组合,也有比较好的效果,不过脉冲源调不了占空比。
波形如下:
UL都接近+-6V。
五、踩坑分享
- 续流二极管选到了快恢复管TVS。
- 信号发生器没有给偏置,导致输入的方波是上下对称的。
- 之前选用的是三极管,这次选用的是大功率NMOS,用三极管一直都调整不出理想的波形。(猜测三极管没有选择好大功率的)
六、体会
multisim14跟ad20的鼠标操作不同,有时候会搞混,多用用就熟悉了。
调仿真,需要耐心和细心,特别是元件的选择对最终结果有很大的影响。
合理的仿真对电路原理有很大的帮助,帮助你加深对电路原理的理解,另外,电流探针测出来的电流跟取样电阻间接测的效果差不多。