基于PSIM的單環Buck變換電路仿真

PSIM是電力電子仿真軟件中最簡單、最容易上手的仿真軟件，接下來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，歡迎新手一起學習指正！

重點在于控制的實現過程，后續可以分享實現數字控制模型，少說多做，開始！

本文以一個單環Buck變換器為例，一個閉環系統就是在輸入或輸出等外界因素發生變化時，能自動調節控制環路實現PWM占空比調整，使輸出快速穩定下來。閉環直流變換器電路功能框圖如下圖1所示。

圖1 閉環直流變換反饋控制框圖

圖2 閉環模型包括功率級和控制級

功率級電路就是典型BUCK拓撲，控制環路是輸出電壓采樣值FB與基準Vref進行比較得到當前控制誤差量Verr，誤差量經過PI控制器運算處理后得到控制量，這里暫定名Vc，Vc經限幅后得到當前控制量與三角鋸齒波進行比較得到當前PWM脈沖。

當變換器輸入或者輸出發生變化時，會導致當前輸出電壓Vout發生變化，反饋環路將自動產生新的控制量與鋸齒波進行比較得到合適的占空比PWM，從而調整功率電路快速恢復到設置輸出值。

圖3 穩態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變話，Vout短時間可以調整到穩態

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，由于展開后看不到控制量變化，此圖有點密集。

圖6 POWER-CONTROL

圖6中功率級和控制電路涇渭分明，注意線的顏色一個是紅色一個是綠色，最好是可以這么搭，因為采用阻容模擬搭建方式時候功率和控制混合，雖然也可以仿真，但是感覺視覺和效果不太好，最好開始就養成一個好習慣。當然如果能用C塊把它寫出來，就是用自己的語言去設計表達這個模型，更能加深你的掌握理解。