本文介绍了如何设计和模拟一个简单的buck电路，包含输入输出参数以及各元件的设置与计算方法。使用simplis模拟软件进行电路图的绘制和元件参数的调整，经过多次模拟以确保输出波形的准确性。最终，测量结果符合设计要求，表明设计成功。

1. 01 簡單的BUCK電路計算與模擬
今天我們來設計一個簡單的Buck電路！熟悉一下Simplis模擬軟體的使用！
一、 Buck電路設計要求如下：
①輸入電壓：
Vin=15VDC
②輸出額定電壓：
Vo=1VDC
③輸出額定電流：
Io=5A
④輸出電壓漣波：
Vpp=50mV
⑤輸出電流漣波：
dI=500mA
⑥切換頻率：
fs=300KHz
假設蕭特基二極體、電感、 MOSFET都為理想元件。
二、畫電路圖
Step 01:打開Simplis模擬軟體，新建一個Simplis電路圖文件

2. Step 02:在電路圖中放置元件
①理想電感（快捷鍵L）
②理想電容（快捷鍵C）

3. ③電阻（快捷鍵R）
④二極體（快捷鍵D）

4. 修改參數如下：
⑤ MOSFET（快捷鍵M）
修改參數如下：
⑥直流電壓源（快捷鍵V）
驅動電壓
順向電壓

5. ⑦波形產生器（快捷鍵W）
⑧地（快捷鍵G）

6. Step 03:按如下圖示，放好元件的位置，旋轉元件的快捷鍵是F5
Step 04:靠近元件的兩端，滑鼠出現筆的圖形即可連接元件，連接好的電路圖如下圖所示：

7. 三、元件參數計算
①切換週期Ts
Ts=1/fs=1/300KHz=3.333us
②工作週期D
D=Vo/Vin=1/15=0.067
③輸出電感L1
L1=(VL*ton)/dI=(Vin-Vo)*D*Ts/dI=(15-1)*0.067*3.333/0.5=6.22uH
④輸出電容C1
C1=[Vo*(1-D)*Ts^2]/(8*Vpp*L1)=4.167uF
⑤負載電阻R1
R1=Vo/Io=0.2Ω
四、修改各個元件的參數
①滑鼠點兩下R3，值修改為200m
②滑鼠點兩下C1，值修改為4.167uF
③點兩下L1，值修改為6.22uH
④點兩下R2，值修改為10

8. ⑤點兩下R3，值修改10K
⑥點兩下V1，值修改15
⑦點兩下V2，波形選擇脈衝，頻率修改300k，工作週期6.7，脈衝電壓修改為3V
到目前為止，所有元件的參數都設定好了！電路圖如下所示：

9. 五、模擬
在模擬之前我們在電路圖的輸出端加一個探棒，測量輸出電壓波形。
點兩下電壓探棒修改名稱

10. 最後電路圖如下：
儲存電路圖，並命名為buck converter
開始模擬
Step 01:選擇模擬器（快捷鍵F8）

11. Step 02:點Run,輸出波形如下圖所示：

12. 為了更好分析輸出波形的正確性，我又在MOSFET驅動接腳加了一個電壓探棒重新命名為Drv，在電感中串接了一個電流探棒命名為IL，電路圖如下:
再次暫態模擬之後，輸出波形如下：

13. 我們發現輸出的三個波形在同一個XY軸中顯示出來，這樣看不清楚！如何把三個波形分開呢？這邊有兩種方法：
方法一：

14. 我們可以發現，三個波形分離了。但是這種方法，在每次執行模擬後，都需要重複上面的步驟才能使波形分離。那有沒有什麼方法，可以解決呢?
答案是有的。
方法二：
點兩下驅動電壓探棒，選中使用單獨的網格

15. 電感電流的探棒和輸出電壓的探棒都按此方法設定！我們在運行模擬，發現也能使波形分離，而且此方法不用每次模擬後都修改！！！
最終的模擬波形如下圖所示

16. 為了清楚的看輸出波形，分析波形，我們需要對波形進行穩態分析模擬。
Step 01 :進行穩態POP模擬之前，我們需要先在電路圖中添加一個POP觸發器

17. 點兩下POP觸發器，設定臨界電壓為2V
電路圖如下

18. Step 03:點Run，輸出波形如下：
這裡至少要切換週期的1.1倍，3.33u * 1.1 = 3.663u(這裡用4u)

19. Step 04:我們測量一下輸出電壓的平均值為多少？

20. Step 05:當我們要測量輸出電壓的漣波，也就是輸出電壓的峰對峰值的時候，我們發現在Measure選單中找不到峰對峰值這個選項，要測量峰
對峰值方法如下:
Step 06:我們依序測量電路的工作週期、電感電流和輸出電壓的平均值和峰對峰值，最終測量結果如下：

21. 測量的數據對比我們之前的設計，都能符合！因此此次設計完成！