降压型直流稳压电源的电流指标应该如何调节电路才能实现纹波最小？

Question

我最近在做一个2016年电赛A题的降压型直流开关稳压电源，但是我用下面的电路去仿真，但是出现了问题。

赛题的指标如下：

我的仿真电路能够满足所有的电压指标，但是不能满足3A的稳定最大电流输出电流Io>=3A的指标
当我把负载电阻R8用滑动变阻器设置为1Ω时，输出的电压会不停地在（1 V--5V左右）跳动，产生了不稳定的纹波，电流也会随之跳动

但是当我把负载电阻R8设置为200Ω后，输出电压可以稳定在5V左右，输出电流Io就会太小不能满足3A的要求

我现在需要解决的问题是：如何在负载电阻R8大小为1Ω的情况下，使得输出电压稳定在5V，即是输出电压在4.9V到5.1V之间变动，输出电流也稳定在5A，即是是电压纹波<=0.1V。
请问我要如何在我原来的仿真电路上进行更改，才能实现这个输出电流和输出电压都稳定的要求？

Answer 1

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降压型直流稳压电源的电流指标应该如何调节电路才能实现纹波最小？

你遇到的问题是降压型直流开关稳压电源的电流指标不能满足3A的稳定最大电流输出电流Io&g，虽然电压指标已经满足。

解决这个问题的关键是调整电路的电流控制部分。降压型直流开关稳压电源的电流控制通常使用PI控制器或PID控制器。PI控制器的输出信号是根据电流的实际值和参考值来计算的，而PID控制器则根据电流的实际值、参考值和电流的变化率来计算。

为了实现纹波最小，可以尝试以下几点：

1. 选择合适的电流传感器：电流传感器的选择对电流控制的准确性和稳定性有很大的影响。可以选择具有高精度和高频率响应的电流传感器。
2. 调整PI控制器的参数：PI控制器的参数包括积分时间常数和微分时间常数。可以通过调整这些参数来提高电流控制的准确性和稳定性。
3. 添加滤波器：可以添加滤波器来减少电流控制信号的高频率噪音，从而提高电流控制的稳定性。
4. 选择合适的开关元件：开关元件的选择对电流控制的准确性和稳定性也有很大的影响。可以选择具有高频率响应和低损耗的开关元件。

以下是一个简单的PI控制器电路示意图：

Vin -> R1 -> C1 -> U1 (电流传感器)
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          v
R2 -> C2 -> U2 (PI控制器)
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          v
R3 -> U3 (开关元件)

其中，U1是电流传感器，U2是PI控制器，U3是开关元件。R1、R2、R3是电阻，C1、C2是电容。

需要注意的是，这只是一个简单的示意图，实际电路可能需要根据具体情况进行修改和优化。