基于PD控制方式的5A开关电源MUITISIM仿真研究

第一篇：基于PD控制方式的5A开关电源MUITISIM仿真研究

基于PD控制方式的5A开关电源MUITISIM

仿真研究

学院：电光学院

专业：电气工程及其自动化

班级：

一 绪论

BUCK变换器又称降压变换器、串联开关开关 的供应商稳压电源电源 的供应商、三端开关型降压稳压器降压稳压器 的供应商。Buck变换器是一种结构比较简单，应用十分广泛的DC/DC降压变换器，也越来越多地应用在许多大功率电压变换场合。因此，对其可靠性和可维护性的要求也越来越高。

二 实验目的

(1)了解Buck变换器基本结构及工作原理；(2)掌握电路器件选择和参数的计算；

(3)学会使用Multisim仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真;(4)学会使用Multisim仿真软件对控制环节的仿真技术;(5)学会分析系统的静态稳压精度和动态响应速度.三 实验要求

输入直流电压(VIN)：10V； 输出电压(VO)：5V； 输出电流(IN)：5A； 输出电压纹波(Vrr)：50mV； 基准电压(Vref)：1.5V； 开关频率(fs)：100kHz。

四 主电路功率的设计

（1）buck 电路图

Buck主电路 滤波电容参数计算

输出纹波电压只与电容C的大小及RC有关:

RCVrrVrriL0.2IN

将Vrr50mv,IN5，代入得RC50m

C与Rc的乘积趋于常数，约为50~80*F。本例中取为75*F则：

C75*F1500F35010

滤波电感参数计算

由基尔霍夫电压方程，可知开关管S闭合与导通状态输入电压与输出电压满足以下关系：

iLVVVVLOLONINTONVVVLiLOLDTOFF

假设二极管的通态压降VD0.5V，电感L中的电阻压降VL0.1V，开关管S的导通压降VON0.5V。

11050.10.5LTON所以

50.10.5L1TOFFTOFFTON1110s3fs10010

经计算可得：L24.64H

实际取L25H

负载电阻RLVO/IN5/51

用Multisim软件参数扫描法验证：L25H

输出电压电流纹波

输出电流纹波

输出电压纹波

采用小信号模型分析: 经分析得Buck变换器原始回路增益函数GO(s)为：

GO(s)V1sCRC1H(s)IN

LVm1ss2LCR

假设PWM锯齿波幅值为Vm=1.5V，采样电阻R13,由此可得采样网络传递函数：HSRb/R1Rb0.3

1101S75106GOS0.31.51S24.64106/1S224.641061500106

21.5104S 58212.510S3.710S

用matlab画出GOS的伯德图： 程序： G0(S)num=[1.5*10^(-4)2];den=[3.7*10^(-8)2.5*10^(-5)1];H=tf(num,den);bode(H);[mag,phase,w]=bode(H);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w);margin(H);display(pm);display(gm);

五、补偿网络的设计：

设计步骤

步骤1 本设计采用的PD补偿网络进行设计，PD补偿网络的电路图如图所示

PD补偿网络其传递函数为：

GCSK1S/WZ(WZWCWP)

1S/WPGCOR1R211,WP,WZ R0R3C1(R1//R2R3)C1步骤2 确定补偿网络的参数。为了提高穿越频率，设加入补偿网络后开环传递函数的穿越频率fc是开关频率fs的五分之一,即: 1fcfs20 KHz 5设相位裕度m53 极点频率fp0110.83K Hz 2LC224.641061500106112.12K Hz 62RCC275101sinm1sin53206.6KHz 1sinm1sin531sinm1sin532060KHz

1sinm1sin53零点频率 fz0补偿网络要求频率：fzfc补偿网络极点频率：fpfcZ2fZ26.641.47Krad/S

P2fP260377Krad/s令S=0，GO02

GC0fc1fG0p0O2fz2010316.610395.7 3fp827.85260102S31S/WZ12.41105S41.4710 GCSGC095.795.76S1S/WP12.6510S1377103根据上面计算，可绘出PD补偿网络传递函数GC(s)的波特图如图6所示，1 Gc(s)num=[95.7*2.41*10^(-5)95.7];den=[2.65*10^(-6)1];H=tf(num,den);bode(H);[mag,phase,w]=bode(H);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w);margin(H);display(pm);display(gm);

整个系统的传递函数为：

sG95.712.41105S21.5104G0sGCs12.65106SS12.5105S3.7108S2

num=[2];den=[0.000000037 0.000025 1];g0=tf(num,den);bode(g0);margin(g0);hold on

num=[2.3e-3 95.7];den=[2.65e-6,1];g=tf(num,den);margin(g);hold on num=[2];den=[0.000000037 0.000025 1];f=tf(num,den);num=[2.3e-3 95.7];den=[2.65e-6,1];g=tf(num1,den1);num2=conv(num,num1);den2=conv(den,den1);margin(num2,den2)

步骤3 补偿网络电路中的参数计算

R1R295.7R01377KR3C1141.47KR1//R2R3C1设R1=R2=30K，由上式可得：

R0=0.63K，R3=1.85K，C1=1.43nF（注:在实际电路中，取：R0=0.7K，R3=2K，C1=1.5nF）由于，有20%~100%的负载扰动，20%IN1A5V51A5//RnR2.5 Rn5

六 总电路图的设计

6.1满载运行

（1）总电路图的设计图

（2）总电路的仿真图 9

（3）输出电压纹波

由图可见，加入补偿网络后，输出电压稳定在5V左右。

（4）输出电流纹波

6.2突加突卸80%负载

（1）总电路图的设计图

总电路图设计采用Multisim软件。

Multisim是Interactive Image Technologies(Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

七 心得体会

课程结束是以大报告的形式作为结束的。通过自己学习软件的使用，和主电路参数的计算，使用软件仿真等一步一步把报告做出来。这其中遇到了很多的问题，越烦越没有头绪，只能静下心来请教别人和大家一起摸索。在这过程中，先要学习PD补偿网络，通过计算设计了PD控制小信号模型和传递函数，把具体的电路设计了出来。在整个做报告的过程中，掌握了一定的电力电子建模知识、开关变换器的建模知识；在PD控制方式下开关电源的设计；认识了解并会熟练运用Multisim，Matlab等仿真软件；对开关电源的用途、现状与发展都有了更加深刻的了解。最深刻的体会便是，从一开始看上去很难完成的任务，在你愿意跨出第一步，一部分一部分去完成它的时候，你就会发现事情并不想你想象的那么困难。八、参考文献

[1] 张建生主编.《现代仪器电源》[M].北京：科学出版社2005：1-26.[2] 王兆安，黄俊主编.《电力电子技术》[M].北京：机械工业出版社，2000：94-96.[3] 陈丽兰主编.《自动控制原理》[M].北京：电子工业出版社，2006：73-74.[4] 张卫平主编.《开关变换器的建模与控制》[M].北京：中国电力出版社，2005：134-141.[5] 徐德鸿译.《电力电子系统建模及控制》[M].北京：机械工业出版社，2005：174-180.[6] 张晋格主编.《控制系统CAD》[M].北京：机械工业出版社，2004：128-134.

第二篇：网贷平台安全度控制方式的研究

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目前网贷平台违约风险防范方式的研究

随着互联网技术的迅猛发展和小微企业融资需求的增长，P2P作为一种新型资金融通模式应运而生，并快速发展。但频频曝光的违约事件成为制约 P2P 发展的主要因素。引入第三方信用评级模式，构建有效违约风险防范机制将是促进互联网金融发展的当务之急。

P2P网络借贷是指以互联网作为媒介搭建平台，由借贷双方自由竞价提供服务的金融中介机构。由于交易成本低廉、高覆盖性和低门槛性等特点，P2P很好解决了个人、中小企业融资难、融资时间长

等问题，并呈现爆发式增长。据 “网贷之家”2015年5月31日公布的数据显示，截至2015年4月底，全国正常运营平台达到1819家，环比增长5．27％；行业整体成交量达551．45亿元，是2014年同期的2．7倍。但是，平台激增和成交量扩大的同时，违约跑路事件也不断发生。据统计，2014年全年 问题平台数达到275家，其中民营系有92家，约占33．45％。在这些跑路的平台中，运营时间最短的平台绝大部分分布在经济发达的东南沿海，台州的 “恒金贷”更是创下了开业一天就倒闭的记录。频繁的倒闭事件暴露了我国的 P2P 行业存在的巨大隐患———违约风险。由于 P2P平台的客户多为商业银行的 “边缘”客户———个人和小微企业主，借贷双方信息不对称问题尤为突出，从而大大加剧了借款人的违约风险，也是制约 P2P平台发展的主要因素。因此，如何防范P2P平台违约风 险 成为 实 业 和理论界关 注 的 焦点。本文在分析和总结目前 P2P平台违约风险防范方式的基础上，结合我国 《关于促进互联网金融健康发展的指导意见》，提出引入第三方信用评级模式，并对相应运作方式提出构想。

一、我国 P2P平台违约风险防范方式比较从实践来看，我国 P2P平台的 风 险防范方式大致可以分为以下几类：

1．以人人贷为代表的风险准备金模式风险准备金模式是指以部分的平台自有资金和向借款人收取的费用中抽出固定比例而建立的准备金，当借款人逾期违约时，通过风险准备金补偿出借人的损失。风险准备金一般由第三方银行代为保管，银行每月按时出具托管报告来保障资金的安全性。当保证 金不足时可 以 先偿付部分，待收取费用后偿付剩余部分，其运作模式如

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但是，这种模式也存在一定弊端。首先，风险准备金数额不透明。据 “网贷之家”不完全统计，除去担保模式的平台，仅有四成 P2P 网贷平台披露其风险准备金数值，但能供出借人查询、受其监督的更是凤毛麟角。目前平台并没有定期公布和披露每一笔准备金的用途，投资者也无从知晓平台风险准备金计提比例，一旦比例低于其坏账率，平台仍然有倒闭的风险。其次，从这种制度本身出发，一旦有项目发生违约，平台有 “刚性兑付”的责任。如果数额巨大，平台不得不用自有资金为其 垫 付，一 方 面 会 影 响 P2P平台自身的经营成果，使其短期现金流出过大而产生资金链的问题。更严重的是，平台 “兜底”会引发借款人的逆向选择和道德风险。

2．担保垫付模式

担保垫付是指 P2P平台与第三方担保公司合作，担保公司担保某些借款项目，如果担保的借款项目出现逾期，则由担保公司代偿出借人的本金和利息。在这种模式下，担保公司成了出借人的 “保护伞”，极大地增强了出借人对 P2P平台的信心。其运作模式如图2所示。

但是，在实际操作中该种运作模式也存在弊端：一是关联担保问题。以2013年发生的 “网赢天下”事件为例，这家 P2P 网贷平台上线时有 “华龙天投资担保公司”和 “中科www.xiexiebang.com 宏业担保公司”提供担保，但当平台无法实现兑付时，被曝光其中一家担保公司的实际控制人为 “网赢天下下”总裁，而另一家担保公司事实上并未与它合作。在这种自己为自己担保的情况下，平台的风险其实并未降低，抵抗风险的能力较差。二是信息不对称问题。一般担保公司的担保能力属于商业机密而不对外界公开，公司的实际担保能力外人却不得而知；并且法律规定融资性担保公司的资金杠杆不超过10倍，但是其确切的资金杠杆数却鲜有披露［2］。一旦担保公司无法承受其担保额度，则第三方担保公司也形同虚设。例如，在2015年4月，“积木盒子”担保公司——— “河北融投”传闻被 “托管”。从公开的数据看，“河北融投”的对外担保额度在500亿元左右，而工商资料显示，公司注册资本金却只有42亿，即使按最大十倍杠杆的上限规定，“河北融投”最多具有420亿元的担保能力，但是它却担保了500亿的债务。事件的曝光，使第三方担保公司的有效性遭到了人们的质疑。如果担保公司本身出了问题，就将直接转嫁给合作的 P2P平台及投资人，P2P平台的名誉反必然受损。

3．平台与保险公司合作模式

目前，全国有十多家平台与保险公司合作，保险公司扮演第三方担保机构的角色，其主要以以下几种形式提供担保：

（1）P2P平台投保信用保证保险，即保险公司为整个平台成交量投保，一旦平台为借款人垫付逾期本金和利息，平台可以向保险公司索要相应的赔付款项。

（2）为出资人购买基于个人账户资金安全的保障保险。

（3）为借款标的购买保险。对于无抵押物的信用标，平台为出借人购买保险，而对于有抵押物和质押物的项 目，则 对 其 抵 押 物 和 质 押 物 进 行 担 保。

（4）为 P2P平台高管购买类似于董事责任险产品。其运转模式如图3所示。

以上的几种途径确实能有效地起到为平台增信的作用。但是，保险公司 与 P2P 合 作www.xiexiebang.com 时，通常会设置较高的门槛。由于发生需要逾期赔付事件时，保险公司需要承担一部分的赔付责任，因此，在 P2P与保险公司合作之前的资金审核和信用评估等将会十分严格，取得与保险公司合作的平台也寥寥无几。另外，保险公司对 P2P平台严格的审核过程会增加平台费用的支出。平台引入保险公司将达到增信的目的，但平台的收益会降低，最终只会将费用分摊给出借人，而影响出借人的收益率。

4．第三方支付平台资金托管模式

这种运作模式由第三方支付平台为 P2P平台开设资金托管账户，这样，出借人和借款者的资金无需经过平台银行账户而完成借贷过程，从而防止平台卷款跑路。在这种模式下，P2P平台仅充当信息中介的作用，并只收取部分的手续费和中介费，实现了平台账户与用户账户的分离，大大降低了平台因经营不善而挪用资金的风险。其运作模式如图4所示。

这种模式也存在着一定的弊端。由于资金托管信息属于平台的商业隐私，平台对托管账户具有最终归属权和使用权，托管机构无权对外公开。所以，即使平台与第三方资金托管机构签署了托管协议，其托管真实性外界亦无从知晓。另一方面，有些平台利用投资者对第三方支付和第三方托管的概念不清实行 “伪托管”。很多投资者认为平台有第三方支付功能，就代表资金有第三方托管功能，平台也正是利用投资者对这些概念的不清晰，将其宣传为有资金托管机构托管。其实不然，第三方支付是投资人通过支付公司的支付，将资金付给 P2P 网贷平台；而资金托管是投资人和借款人直接通过自己的托管账户进行资金流动，整个过程不经过平台。现行的四种违约风险防范模式在一定程度上减少了违约事件的发生，降低了违约给出借人和P2P平台本身带来的损 失。但 也 存 在 相 应 的 弊端，其中，风险准备金模式并没有走出商业银行的传统模式，加大了 P2P 本身的运营风险，也没有充分发挥 P2P平台的应有功能。担保垫付和保险公司合作模式比较相似，通过引入第三方来降低平台风险，但引入第三方无疑加大了交易双方的成本。尽管上述三种模式具体运作不同，但存在一个共同点：通过平台的自我增信来赢取平台用户特别是出借人对平台的信任。从本质上讲，三种www.xiexiebang.com 方式都没有很好地解决借贷双方因信息不对称而造成的道德风险和逆向选择的问题，也违背了《关于促进互联网金融健康发展的指导意见》的精神，更没有抓住互联网金融的本质。相较于前三种模式，第三方支付平台资金托管模式更符合互联网金融的本质，但出借人无法了解借款人的信用状况。因此，要避免 P2P平台的自我增 信，充分发挥互联网平台的本质功能，必须降低平台用户间的信息不对称程度。基于此，本文提出引入第三方信用评级模式，完善征信体系建设。

二、第三方信用评级

P2P作为介于直接融资和间接融资之间的融资方式，存在着与直接融资方式相同的问题，即出借人与借款人之间存在的信息不对称。由于受到时间、地域和知识的限制，出借人无法知晓借款人的真实资信状况及到期还本付息的能力，在信息贫乏的情 况下，无 法 评估借款人 的违约风险，因此 面对不同标 的无从选 择。针 对 这 一 问题，同样是直接融资方式的债券市场已经找到了很好的解决办法。在美国，现有国际公认的两大评级机构标准普尔公司和穆迪对公司债券进行评级。通过前期对企业的详尽调查和科学评估，将信用等级分为 ＡＡＡ 级、ＡＡ 级等，能让投资者准确地知晓企 业的信用状 况，进而做 出投资判断。另一方面，他们的评级结果还可以节约发行企业的筹资成本。因此，在 P2P 市场 引入第三方评级是一种良好的选择。

借鉴美国债券评级机构的市场运作，债券评级的程序可以分为发行人提出评级申请、评级机构调查、出具评级报告这三大步。在 P2P 市场上也可以仿照此模式，首先由借款人（企业）向评级机构提出申请，评级机构对借款人进行初步询问。然后，评级机构根据借款人的财务状况、信用风险等做调查分析，给出独立的最终评级报告，并对报告的真实性负有法律责任。借款人在获取评估报告之后，作为申请贷款的必备资料之一，在申请贷款时提交给平台，平台以这份评估报告作为借款人资信评估的参考。

当借款人根据平台要求准备完毕相关资料之后，正式向平台提出借款申请。平台收到客户的借款申请后，先对客户的基本信息进行简单的筛选及确认，以借款人自行提供的评级报告为参考，根据自身对评估机构的认可程度，决定是否接受客户提供的风险评估报告；P2P平台可以根据信用评级机构的企业知名度、可信度和权威性，建立起自己企业 内部对 评级机构的 “白名单”，类似于目前银行体系中，银行在收到客户贷款需求的时候，对贷款机构所提供材料中审计单位的认可。而对于一些比较小额的贷款金额，尤其是个人借贷这种类型的客户，如果个人提供的一份评级报告的出具单位不在 “白名单”上，从成本控制的角度考虑，平台也可以适当放松评估报告的要求，但是必须做好足够的风险提示工作，充分认清www.xiexiebang.com 此次借款认标的一个风险。

当平台对借款人的整套资料有所了解及鉴别完全部资料的真伪性之后，平台选取认可的重要信息，在充分了解借款人的情况下，重点参考评级机构给出的评估报告，与借款人协商确定本次借款适用利率、借款金额，确定借款时间。相关要素完全确认后，将相关借款信息正式在平台上发布。另一方面，平台可以根据出借人的需求，为其推荐借款人。在借款人与出借人协商利率并达成协议之后，签署借款合同，完成入金，合同正式生效，此时一整套借款流程也就基本终结。在合同生效之后，为降低借款人的违约风险，平台也会对借款人资金动向时时观察（整个流程图如图5所示）。

三、结论与建议

目前，P2P平台虽然在为投资者降低投资风险方面做了很多努力，但其方式的弊端也显而易见。其方式大多局限于为平台自身增信，不仅增加了平台的“刚性兑付”，而且也没有从根本上解决借款人与投资者之间的信息不对称问题。因此引入第三方中介机构显得尤为必要。第三方信用评级机构通过提供评级报告的方式，使借款人的信息透明化。一方面，信用评级可以使借方提高知名度从而节约筹资成本；另一方面，它也能大大提升投资者的投资信心，从而加快闲置资金的流通速度，提高金融市场效率。因此，必须加快我国征信行业的发展，推动信用基础设施建设，树立标杆信用评级机构，从而为网贷平台减负，使之成为真正意义上的金融信息服务平台。为此，本文提出如下建议：

1．推动信用基础设施建设开展信用评级必须以完善征信数据体系为基础。如今，在征信行业已形成了以人民银行征信系统为主，包括地方性信用信息服务机构、社会征信机构、www.xiexiebang.com 民营征信机构等市场化征信机构并存的局面。但是，机构之间的信用信息共享仍未实现。这不仅会加大搜集个人信用信息的社会成本，更有甚者，会加剧行业内部因利益纠纷而产生的恶性竞争。所以，应当推动基础设施建设，在运用大数据实现信息共享的同时维护网络安全。既要做好网贷行业内部信用信息的共享，又要保证借款人或企业的隐私或机密不被泄漏。

2．加快网贷信用评级行业市场化进程由于我国征信业起步晚，信用体系尚不完善，而信用评级属于征信的一部分，因此其发展受到一定的限制。在互联网金融迅速发展的条件下，应加快推进评级机构市场化进程。一方面，通过不同有影响力的评级机构，把尽可能多的企业或个人纳入评价体系中，形成多层次、全方位的评级网络。另一方面，在评级行业的市场化进程中，行业内部因企业的竞争而逐渐形成一套完整、科学、有效评价的程序和体系，对企业和个人进行全方位的严格考量，从而更有效地达到为投资者防范风险、规范互联网金融发展的目的。

3．培育征信服务业标杆企业信用评级结果的可靠性很大程度上依赖于征信公司的公信力和品牌影响力。另外，评级机构本身的社会公信力对于信用评价模型的推广和应用起到至关重要的作用。因此，鉴于我国征信行业发展刚刚起步，应努力培育具有品牌效应的评级机构，对借款人实施调查、研究、评估，建立科学的信用评级模型，在征信服务业中起表率作用，提升 P2P行业风控水平。目前，从已公开的评价体系来看，“大公信用”“网贷之家”有望成为资信评估行业的标杆企业。邦帮堂