DC-DC開關(guān)變換器的建模與仿真研究.pdf

1、近年來,DC-DC開關(guān)變換器以其轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、重量輕、靈活的正負(fù)極性和升降壓方式等優(yōu)點(diǎn),獲得了廣泛應(yīng)用,相應(yīng)的建模與仿真方法也在不斷地完善與發(fā)展.目前的建模與仿真方法可以分為解析建模法與數(shù)字仿真法.本文從解析建模法與基于數(shù)字仿真的離散時(shí)域法兩個(gè)方面,對(duì)DC-DC開關(guān)變換器的建模與仿真方法進(jìn)行了研究,并針對(duì)高效率、低電壓的應(yīng)用背景,對(duì)非理想情況下的建模與仿真進(jìn)行了研究.作為DC-DC開關(guān)變換器的建?；A(chǔ),本文對(duì)系統(tǒng)工作原理及穩(wěn)態(tài)

2、直流特性進(jìn)行了分析,給出了基于四種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分段線性狀態(tài)方程,對(duì)開關(guān)變換器的閉環(huán)控制機(jī)制進(jìn)行了討論,并提出了針對(duì)開關(guān)變換器系統(tǒng)建模與仿真的電路歸一化方法.在解析建模法研究方面:以一個(gè)較復(fù)雜的ACM PWM Buck型開關(guān)變換器系統(tǒng)為例,討論了基于傳遞函數(shù)的控制系統(tǒng)建模與分析方法;對(duì)獲得廣泛應(yīng)用的狀態(tài)空間平均法及等效小參量法進(jìn)行了介紹,并分析了相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn);在給出時(shí)變狀態(tài)方程統(tǒng)一模型的基礎(chǔ)上,提出了基于等效小參量法改進(jìn)的分析方法,獲得

3、了更高的求解精度及仿真效率;給出了變換器工作于穩(wěn)態(tài)的兩條判據(jù),從而可以將穩(wěn)態(tài)情況下的閉環(huán)系統(tǒng)等效為開環(huán)情況,進(jìn)行近似的解析求解.在離散時(shí)域法研究方面:基于常微分方程組的數(shù)值解法,對(duì)分段線性狀態(tài)方程的數(shù)值求解進(jìn)行了討論,給出了最簡(jiǎn)單的MATLAB編程實(shí)現(xiàn)方法;對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程的求解,進(jìn)行了更有說服力的推導(dǎo),并將其作為離散時(shí)域法的核心算法,以獲得更高的仿真效率;對(duì)各種邊界條件進(jìn)行了總結(jié),并給出了二分法搜索邊界點(diǎn)的方法;討論了相應(yīng)的大信號(hào)模型與