求助36～96VDC降压整流电路怎么设计？

Question

本来想通过PWM波的占空比控制最终输出电压，尝试buck降压电路仿真，发现输出电压有很大纹波，效果不是很好，问还有其它解决方法吗？

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题：如何解决在使用PWM波的占空比控制最终输出电压时，输出电压有很大纹波的问题？ 解决方法： 1.使用滤波电路：通过在输出电路中增加滤波电路，可以有效降低输出电压的纹波。常用的滤波电路包括电感滤波、电容滤波、LC滤波等。 举例：在输出电压的负载端增加一个电感和电容组成的LC滤波电路，就可以有效抑制电压纹波。例如以下代码实现了一个简单的LC滤波器：

#include <iostream>
#include <math.h>
const float L = 1;    // 电感值
const float C = 1;    // 电容值
const float R = 10;   // 阻值
const float Vin = 12; // 输入电压
float Vout = 0;
int main() {
  float w = sqrt(1/(L*C) - pow(R/(2*L), 2));    // 圆频率
  float alpha = R/(2*L);                       // 阻尼系数
  float dt = 0.001;                             // 时间间隔
  int steps = 1000;                             // 模拟时间步数
  float t;
  std::cout << "模拟时间: " << dt * steps << " s" << std::endl;
  for(int i = 0; i < steps; i++) {
    t = i * dt;
    Vout = Vin / sqrt(1 + pow((w*L - 1/(w*C))*sin(w*t) + alpha*cos(w*t), 2));
    std::cout << "t = " << t << "  Vout = " << Vout << " V" << std::endl;
  }
  return 0;
}

2.增加PWM频率：通过增加PWM的频率，可以减小每一周期内输出电压的纹波。 举例：将PWM的频率从1kHz提高到10kHz，就可以明显减小电压纹波。以下是使用Arduino的analogWrite函数实现10kHz的PWM输出：

int pwmPin = 3;
int dutyCycle = 128; // 占空比50%
float freq = 10000;  // PWM频率
void setup() {
  pinMode(pwmPin, OUTPUT);
  analogWriteFrequency(pwmPin, freq);
}
void loop() {
  analogWrite(pwmPin, dutyCycle);
}

3.优化控制算法：通过优化占空比控制算法，减小PWM波的占空比跳变，也可以减小输出电压的纹波。 举例：增加一个IIR滤波器用于平滑占空比输出，可以有效减小PWM波的占空比跳变。以下是使用MATLAB实现的占空比平滑算法：

Ts = 0.001;        % 采样周期
fPWM = 1e3;        % PWM频率
fLPF = 100;        % IIR滤波器截止频率
D = 0.5;           % 原始占空比
alpha = Ts*fLPF/(1+Ts*fLPF); % 滤波器参数
T = 0:Ts:1/fPWM-Ts;
for i = 1:length(T)
    error(i) = D - floor(D*(fPWM*T(i)))/fPWM/Ts;
    D = alpha*error(i) + (1-alpha)*D;
end
plot(T, error);

注意：以上提供的解决方法并不是绝对的，具体实现方法需要根据电路特性和使用环境进行针对性设计和优化。