DC-DC開關(guān)變換器建模方法的研究與仿真分析.pdf

1、近年來,隨著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,DC-DC開關(guān)變換器在國防領(lǐng)域和民用電子工業(yè)領(lǐng)域得到了極其普遍的應(yīng)用,因此對DC-DC開關(guān)變換器的研究是電力電子領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容之一。然而由于DC-DC變換器呈現(xiàn)非線性特性,因此其建模方法的研究具有一定的特殊性和復(fù)雜性。盡管國內(nèi)外學(xué)者在建模方法上取得了一定的研究成果,但是通常情況下人們往往在選取建模方法上存在一定的盲目性,僅僅局限于一些傳統(tǒng)的建模方法上,如狀態(tài)空間法、三端開關(guān)法以及時間平均等效法

2、。而這些方法本身存在一定的共同局限性,若在分析變換器性能過程中盲目選取建模方法則會導(dǎo)致電路分析不準(zhǔn)確,從而影響整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率。因此有必要對其建模方法進(jìn)一步深入研究,進(jìn)而探索新思路,使開關(guān)變換器建模理論能夠更加完善。
　　本文首先以Boost變換器為例,分別運(yùn)用狀態(tài)空間平均法和三端開關(guān)法、時間等效法對其進(jìn)行建模。對得到的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明了傳統(tǒng)的理想開關(guān)變換器建模方法存在:理想化程度過高、無法分析紋波以及無法反映開關(guān)

3、頻率對狀態(tài)變量穩(wěn)態(tài)結(jié)果的影響等三個方面的局限性。
　　其次,為了驗(yàn)證開關(guān)變換器建模方法過于理想化給電路分析帶來的影響,本文以Boost變換器為例綜合運(yùn)用三端開關(guān)建模法與能量守恒法,在全面考慮元器件寄生參數(shù)的情況下完成了非理想變換器建模。詳細(xì)推導(dǎo)了建模過程,得到了其大信號模型、穩(wěn)態(tài)等效模型和小信號等效電路模型,進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析和動態(tài)特性分析。理論分析和仿真結(jié)果表明了建模時考慮寄生參數(shù)的重要性以及元器件寄生參數(shù)大小對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性