DC-DC開關(guān)變換器的建模分析與研究.pdf

1、DC-DC開關(guān)變換器的建模分析是研究開關(guān)電源的基礎(chǔ),對(duì)開關(guān)電源的分析與設(shè)計(jì)具有重要意義.傳統(tǒng)的理想模型和實(shí)際電路之間的偏差是開關(guān)變換器建模不可忽視的問題.圍繞這個(gè)問題,本文對(duì)DC-DC開關(guān)變換器的建模分析進(jìn)行了深入的研究,有助于開關(guān)電源的性能優(yōu)化和設(shè)計(jì)效率的提高.在對(duì)DC-DC開關(guān)變換器建模方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了一種非理想基本變換器在連續(xù)工作模式下的電路平均建模方法.以非理想Buck變換器和非理想Boost變換

2、器為例,闡明了建模過程,進(jìn)行了仿真研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;建立了非理想PWM開關(guān)模型,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了Buck-Boost變換器在連續(xù)工作模式下的等效電路模型,進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)小信號(hào)特性分析.該建模方法考慮了變換器的寄生參數(shù),模型直觀、物理意義清晰、具有實(shí)用價(jià)值.提出了非理想變換器在斷續(xù)工作模式下的電路平均建模方法,該方法不僅考慮了變換器的寄生參數(shù),而且考慮了電流的紋波.首次建立了非理想Buck變換器、非理想Boost變換器在斷續(xù)工作模式下的大

3、信號(hào)平均模型、DC和小信號(hào)電路模型,進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析,導(dǎo)出了傳遞函數(shù).統(tǒng)一了非理想Buck變換器、非理想Boost變換器在連續(xù)工作模式和斷續(xù)工作模式下的大信號(hào)平均模型,推導(dǎo)了斷續(xù)工作模式和連續(xù)工作模式的邊界.研究了Buck變換器和Boost變換器在斷續(xù)工作模式下的小信號(hào)特性,討論了不同的參數(shù)對(duì)小信號(hào)特性的影響,并與臨界連續(xù)、連續(xù)工作模式下的小信號(hào)特性進(jìn)行了比較.提出并研究了考慮導(dǎo)通損耗、考慮變壓器漏感、既考慮導(dǎo)通損耗又考慮變壓器漏感的半橋

4、變換器的電路平均法建模,導(dǎo)出了傳遞函數(shù),分析了變換器的參數(shù)對(duì)其穩(wěn)態(tài)特性、傳遞函數(shù)和小信號(hào)特性的影響,并進(jìn)行了仿真研究.首次運(yùn)用狀態(tài)空間平均法建立了考慮變壓器漏感的半橋變換器的穩(wěn)態(tài)和小信號(hào)解析模型,得到了與電路平均建模方法一致的結(jié)果.研究了既考慮寄生參數(shù)又考慮電流紋波的開關(guān)變換器在連續(xù)工作模式下的電路平均法建模.首次建立了考慮寄生電阻和電流紋波的同步整流Buck變換器在連續(xù)工作模式下的大信號(hào)平均模型、DC和小信號(hào)電路模型,研究了電壓控制的