DC-DC開關變換器的建模與仿真研究.pdf

1、近年來,DC-DC開關變換器以其轉換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、重量輕、靈活的正負極性和升降壓方式等優(yōu)點,獲得了廣泛應用,相應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字仿真法.本文從解析建模法與基于數字仿真的離散時域法兩個方面,對DC-DC開關變換器的建模與仿真方法進行了研究,并針對高效率、低電壓的應用背景,對非理想情況下的建模與仿真進行了研究.作為DC-DC開關變換器的建?；A,本文對系統工作原理及穩(wěn)態(tài)

2、直流特性進行了分析,給出了基于四種基本拓撲結構的分段線性狀態(tài)方程,對開關變換器的閉環(huán)控制機制進行了討論,并提出了針對開關變換器系統建模與仿真的電路歸一化方法.在解析建模法研究方面:以一個較復雜的ACM PWM Buck型開關變換器系統為例,討論了基于傳遞函數的控制系統建模與分析方法;對獲得廣泛應用的狀態(tài)空間平均法及等效小參量法進行了介紹,并分析了相應的優(yōu)缺點;在給出時變狀態(tài)方程統一模型的基礎上,提出了基于等效小參量法改進的分析方法,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,從而可以將穩(wěn)態(tài)情況下的閉環(huán)系統等效為開環(huán)情況,進行近似的解析求解.在離散時域法研究方面:基于常微分方程組的數值解法,對分段線性狀態(tài)方程的數值求解進行了討論,給出了最簡單的MATLAB編程實現方法;對狀態(tài)轉移方程的求解,進行了更有說服力的推導,并將其作為離散時域法的核心算法,以獲得更高的仿真效率;對各種邊界條件進行了總結,并給出了二分法搜索邊界點的方法;討論了相應的大信號模型與