电流断续状态下Boost变换器建模与仿真

为了辅助升压变换器(Boost变换器)在应用中的设计,分析了电流断续状态下Boost变换器的工作过程,建立了这种状态下的Boost变换器非线性数学模型,在结合二进制逻辑变量,建立了S im u link模块下的变换器仿真模型,研究表明仿真结果与理论分析结果一致,证实了模型的准确性和可行性,这种逻辑与模拟结合的简明通用的模型可以高效辅助Boost电路设计并为参数优选打下了基础。     

Buck变换器的混杂建模

详细分析了Buck变换器在不同工作模态之间的切换条件,并建立了Buck变换器的精确模型。在建模过程中,对于Buck变换器在不同工作模态下的切换条件用相应的逻辑合命题来表示,利用逻辑命题与整数不等式之间的等价关系,把Buck变换器的切换条件等价转换成混合整数不等式,并将不等式约束加入到系统方程中来描述系统的混杂特性,从而建立了Bcuk变换器的新型混杂模型。该模型描述形式简单,符合变换器工作时各模态间切换的一般规律,在DC/DC变换器的建模上具有一定的理论价值。     

具有开关电感单元的电感磁集成Buck变换器

为了提高传统Buck变换器的降压能力、降低二极管电压应力及减小变换器损耗,将开关电感应用传统Buck变换器中,提出了一种具有开关电感的电感集成Buck变换器。利用开关电感替代传统Buck变换器中的储能电感,并对开关电感进行了耦合集成。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式,研究了电感串联等效电阻对变换器电压增益影响,并分析了二极管电压应力与电感电流纹波的大小。与传统Buck变换器相比,具有开关电感的电感集成Buck变换器的电压增益、二极管电压应力和电感电流纹波都减小到传统的1/(2-D)倍。样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明具有开关电感的电感集成Buck变换器具有优良的综合性能。     

CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究

基于非线性系统的微分几何理论，应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型，推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型，由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明，Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略，比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制，从而具有一般性理论和实际意义。     

峰值电流控制Buck变换器高频建模及结合遗传算法的控制器优化设计

峰值电流控制Buck变换器广泛应用于电源管理芯片。小信号建模是设计其控制器的关键。现有模型忽略电压外环引入的稳态控制信号纹波与小信号扰动延拓频谱对系统的影响，在高控制带宽场景下失效，从而无法指导控制器的设计。该文首先指出控制器设计决定了控制信号纹波类型，进而研究了可导型纹波对系统建模的影响；然后综合考虑电压、电流环导致的频谱耦合，得到精确的高频模型；最后基于高频模型，提出一种结合遗传算法的高带宽控制器优化设计方法。仿真与实验证明了该模型的精确性与设计方法的优越性。     

双有源桥变换器电感电流的全局最优控制建模

为改善双有源桥(DAB) DC/DC变换器的工作性能,减小功率损耗,对电感电流的优化策略进行研究.通过分析双重移相(DPS)控制的DAB DC/DC变换器在全局条件下的各种工作模式,并建立了其数学模型.据此,使用拉格朗日乘数法求解各模式下实现最优电感电流的移相比组合,同时推导出由电压转换比和给定传输功率确定变换器运行模...     

临界连续模式单电感双输出Buck功率因数校正变换器

提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最小关断时间,解决了工作于CRM时电感在输入电流过零点附近难以分时复用控制的问题,并抑制了电感在输入电流过零点附近的复用频率。相对于传统两级结构的多路输出PFC变换器,CRM SIDO Buck PFC变换器减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了所提变换器高效率、高功率因数以及2个输出支路的高输出精度控制特性。     

峰值-谷值电流控制Buck变换器输出电容对称时间常数研究

峰值-谷值电流控制Buck变换器在自身参数变化时对系统稳定性的影响具有对称性.以Buck变换器为例,建立了峰值-谷值电流控制的对称分段线性模型,推导了对应的Jacobi矩阵,基于此,推导了系统由稳定工作状态过渡到不稳定工作状态时输出电容时间常数的对称临界值.最后通过在PSIM软件中搭建仿真电路进行实验验证,研究结果表明...     

基于状态空间法的非理想Buck电路建模分析

本文主要讨论利用状态空间平均法对电流连续模式下的非理想Buck电路建模,进而分析滤波电感和滤波电容的串联等效电阻对电源产品性能的影响。并且通过Matlab对模型进行仿真,其结果为开关电源的设计和研究提供参考。     

开关变换器功率电感磁损建模及应用

以Buck、Boost变换器为例,根据磁损分离模型理论和开关变换器电路工作特征,提出一种简化的功率电感磁芯损耗计算模型。无需依赖任何磁性材料系数,仅利用一组正弦激励磁芯损耗数据就可预测Buck、Boost变换器在不同占空比下的磁损。该模型可有效体现不同因素对磁损的具体影响,通过实验测试数据验证了所提计算模型的正确性。     

同步整流Buck变换器断续工作模式建模分析

作者运用能量守恒原理 ,考虑电感电流的纹波和开关器件的导通损耗 ,把非理想功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联 ,理想开关由受控源替代 ,推导了同步整流Buck变换器在断续工作模式下的大信号平均模型、DC和小信号电路模型 ,导出了开环传递函数 ,进行了计算机仿真分析 ,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了电感电流的纹波和变换器的寄生电阻 ,模型直观、物理意义清晰 ,具有实用价值     

不连续导电模式V2控制Buck变换器分析

采用平均开关模型方法建立了不连续导电模式(DCM)V2控制Buck变换器的小信号模型,得到了相应的交流小信号传递函数,进行了DCM模式V2控制、电流型控制和电压型控制Buck变换器的频域特性和时域特性仿真分析、比较和研究,仿真结果验证了在DCM模式下V2控制方法比电流型控制方法和电压型控制方法具有更好的负载动态响应特性;但是V2控制对输入电压扰动的抑制能力介于电流型和电压型控制之间.     

高功率因数单级BOOST正激组合变换器的稳态分析

从能量的角度,对单级ＢＯＯＳＴ正激组合交换器在输入电感处于ＤＣＭ、输出电感处于ＤＣＭ和ＣＣＭ两种情形分别进行了稳态分析,获得了其中间电容电压、输出输入电压变比等的解析表达式,并用指数函数近似法,将上述表达式化简为非常便于使用的形式,实验结果证明了理论分析的正确性。     

不连续导电模式V2C控制Boost变换器分析

采用平均开关模型方法建立了不连续导电模式(DCM)V2C控制Boost变换器的小信号模型,得到了相应的交流小信号传递函数,并对DCM模式V2C控制、电流型控制和电压型控制Boost变换器进行了仿真研究.分析和仿真表明在DCM模式下V2C控制方法比电流型控制方法具有更好的动态响应特性.     

Buck变换器跨周期调制(PSM)同步开关映射模型

跨周期高制(PSM)模式作为优良的调制模式，在小功率智能集成苡片设计中得到逐步应用，与PWM调制模式相比，PSM调制模式具有静态功耗小，轻负载系统转换效率高等优点。状态空间平无法能够分析PSM变换器的动态特性，但只适用于分析低频特性，对于工作在较高频率的功率集成芯片，需要建立PSM工作模式下的大信号模型。本文根据建军立的同步开关映射模型，对离散导通模式的Buck变换器的非线性特性进行分析，从输出电压负载电阻变化关系图中直接得到PSM调制模式跨周期数目的变化规律，通过电路信真验证模型的正确。     

改进型三电平Buck直流变换器的建模研究

针对改进型三电平Buck直流变换器这种高阶、离散、非线性、时变的系统,分析了其工作模态和工作原理。利用状态空间平均法,结合欧拉公式,建立了其数学模型,并按照其数学模型组建了闭环控制系统。实验结果表明,其数学模型具有一定的合理性。     

Current-Mode Pulse Train Controlled Quadratic Boost Converter Operating in Discontinuous Conduction Mode

Unlike the conventional pulse width modulation control, a unique current-mode pulse train (CMPT) control technique presents a different nonlinear dynamics associated with the power electronics system. The quadratic boost converter in discontinuous conduction mode (DCM) is examined under CMPT control. The control performance of the system is studied by analyzing the combination of high-power control pulse P_H and low-power control pulse P_L of a control pulse repetition cycle in regulating the output voltage. The computer simulation is accomplished to capture the gist of the system dynamics revealing the periodic transition manifested due to border collision bifurcation under the influence of the variation in input voltage and load resistance. The stability of the system is assessed with the evidence of loci of eigenvalues from two-dimensional discrete-time model and maximal Lyapunov exponents obtained using QR decomposition algorithm. An experimental setup is also developed to verify the simulated and analytical dynamics witnessed.     

断续模式单电感双输出Buck功率因数校正变换器

传统多路输出功率因数校正(PFC)变换器多由前级PFC变换器级联多个DC-DC变换器的两级变换组成,成本高、体积大。提出了一种单级变换的单电感双输出(SIDO)Buck PFC变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了两个输出支路的独立控制。电感电流工作在断续模式(DCM),消除了各路的交叉影响,相对于传统两级变换的多路输出PFC变换器,减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了此变换器高效率、高功率因数以及两个输出支路的高输出准确度控制特性。     

伪连续导电模式Buck变换器的动态参考电流控制策略

为了提高工作于伪连续导电模式(PCCM)的Buck变换器的效率和瞬态响应速度,提出了一种新型动态参考电流(DRC)控制策略。DRC控制方式通过采样Buck变换器的电感电流信号和负载电流信号,并将两者进行加权平均,获得电感续流的动态参考电流信号。与传统恒定参考电流控制的PCCM Buck变换器相比,DRC控制的PCCM Buck变换器通过反馈负载电流提高了电路的轻载工作效率以及轻载时的输出电压纹波。通过引入电感电流信息和负载电流信息提高了电路的动态性能。仿真与实验结果均验证理论分析的正确性。