開關變換器雙緣調制數字電壓型控制技術.pdf

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

2、模型，使用數值仿真，研究了系統(tǒng)的非線性動力學行為。通過分岔圖，觀察到雙緣調制數字電壓型控制Buck變換器中存在兩種相似而不相同的Hopf分岔現象，并通過時域波形和龐加萊截面對這兩種現象進行了詳細分析。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)現了雙緣調制數字電壓型控制Buck變換器存在從周期一跳變到周期三的奇數倍周期分岔現象;通過時域波形和相軌圖的仿真和實驗，驗證

3、了奇數倍周期分岔現象的存在性。
　　將PWM技術進行歸一化分析，研究了基于歸一化PWM技術的數字電壓型控制開關變換器的穩(wěn)定性。建立系統(tǒng)的離散映射模型，通過數值仿真和時域仿真，觀察到Hopf分岔和倍周期分岔現象，分析了調制方式對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。建立了系統(tǒng)的閉環(huán)z域傳遞函數，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)定性邊界的數學解析式，根據數學解析式，繪制出變換器的狀態(tài)域分布圖。

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