開關(guān)變換器雙緣調(diào)制數(shù)字電壓型控制技術(shù).pdf

1、開關(guān)變換器的脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)可以分為單緣調(diào)制方式和雙緣調(diào)制方式?，F(xiàn)有文獻中多數(shù)采用的PWM方式為單緣調(diào)制，較少使用雙緣調(diào)制;雙緣調(diào)制方式不僅具有單緣調(diào)制的優(yōu)點，而且避開了單緣調(diào)制的缺點。因此，研究不同的PWM方式對開關(guān)變換器性能的影響具有重要意義。
　　以Buck變換器為例，將雙緣調(diào)制與數(shù)字電壓型控制結(jié)合，本論文研究了雙緣調(diào)制數(shù)字電壓型控制開關(guān)變換器的穩(wěn)定性，建立其相應(yīng)的離散映射

2、模型，使用數(shù)值仿真，研究了系統(tǒng)的非線性動力學行為。通過分岔圖，觀察到雙緣調(diào)制數(shù)字電壓型控制Buck變換器中存在兩種相似而不相同的Hopf分岔現(xiàn)象，并通過時域波形和龐加萊截面對這兩種現(xiàn)象進行了詳細分析。推導了系統(tǒng)的雅克比矩陣，觀察其特征值穿過單位圓的位置和方向均不同，從理論上分析了兩種Hopf分岔的差異性。此外，還發(fā)現(xiàn)了雙緣調(diào)制數(shù)字電壓型控制Buck變換器存在從周期一跳變到周期三的奇數(shù)倍周期分岔現(xiàn)象;通過時域波形和相軌圖的仿真和實驗，驗證

3、了奇數(shù)倍周期分岔現(xiàn)象的存在性。
　　將PWM技術(shù)進行歸一化分析，研究了基于歸一化PWM技術(shù)的數(shù)字電壓型控制開關(guān)變換器的穩(wěn)定性。建立系統(tǒng)的離散映射模型，通過數(shù)值仿真和時域仿真，觀察到Hopf分岔和倍周期分岔現(xiàn)象，分析了調(diào)制方式對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。建立了系統(tǒng)的閉環(huán)z域傳遞函數(shù)，并通過求解特征方程，得到系統(tǒng)的特征值，從理論上證明了Hopf分岔和倍周期分岔的存在性。推導了穩(wěn)定性邊界的數(shù)學解析式，根據(jù)數(shù)學解析式，繪制出變換器的狀態(tài)域分布圖。

4、根據(jù)解析式和狀態(tài)域分布圖，從理論上分析了調(diào)制方式對變換器工作穩(wěn)定性的影響，并且得到了關(guān)于調(diào)制波參數(shù)以及PI參數(shù)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍。推導的理論解析式和繪制的狀態(tài)域分布圖，對于指導電路參數(shù)的選擇和設(shè)計具有重要指導意義。
　　最后，將雙緣調(diào)制方式與雙環(huán)電壓型控制結(jié)合，研究了開關(guān)變換器的雙緣調(diào)制數(shù)字均值電壓控制技術(shù)，分析其工作原理，推導了相應(yīng)的占空比算法。建立了系統(tǒng)的閉環(huán)z域傳遞函數(shù)，通過求解傳遞函數(shù)的特征值，判斷特征值與單位圓的位置關(guān)系，進