Buck變換器中的調(diào)制技術(shù)及其對(duì)穩(wěn)定性影響.pdf

1、DC-DC開關(guān)變換器作為開關(guān)電源的重要組成部分具有廣泛的應(yīng)用，是一種強(qiáng)非線性系統(tǒng)，隨著電路參數(shù)變化表現(xiàn)出豐富的非線性現(xiàn)象。隨著電力電子技術(shù)持續(xù)發(fā)展，在開關(guān)變換器設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其自身的穩(wěn)定性、可靠性等性能提出更為苛刻的要求。因此，深入研究開關(guān)變換器中的非線性動(dòng)力學(xué)行為和非線性現(xiàn)象，有助于進(jìn)一步解釋非線性現(xiàn)象的本質(zhì)和優(yōu)化變換器設(shè)計(jì)。此外，開關(guān)變換器的非線性研究拓展了電力電子學(xué)的研究領(lǐng)域，更好的助力于電力電子學(xué)的發(fā)展。
　　本文在非線性動(dòng)力學(xué)

2、的理論基礎(chǔ)上，從變換器基本電路及建模、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為及其穩(wěn)定性分析、離散時(shí)間系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為及其穩(wěn)定性分析、不同調(diào)制技術(shù)下的變換器對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象及穩(wěn)定性分析等方面對(duì)DC-DC開關(guān)變換器系統(tǒng)中的復(fù)雜非線性行為進(jìn)行了理論研究。本文主要的研究工作包括:
　　(1)DC-DC開關(guān)變換器的基本電路拓?fù)?、建模方法及其控制方式。開關(guān)變換器基本電路拓?fù)溆兴姆N，其他新的電路拓?fù)涠际窃诨倦娐飞系玫降?，詳?xì)介紹基本電路拓?fù)涞墓ぷ髟?，并以連續(xù)導(dǎo)

3、通模式下的Buck變換器為例采用狀態(tài)空間平均法構(gòu)建其狀態(tài)空間平均模型。變換器需要反饋控制從而達(dá)到輸出穩(wěn)定的目的，電壓型和電流型控制是目前應(yīng)用最為廣泛的兩種控制方式，并概述了兩種控制方式的工作原理。
　　(2)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為及其穩(wěn)定性分析。連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)又可分為自治和非自治兩種，Lorenz系統(tǒng)就是一種典型的自治系統(tǒng)，Duffing系統(tǒng)則是一種典型的非自治系統(tǒng)，對(duì)于參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性做出分析。滯環(huán)電流模式Cuk變換器和PW

4、M控制Buck變換器分別是開關(guān)變換器系統(tǒng)中的自治系統(tǒng)和非自治系統(tǒng)，并分析了兩種開關(guān)變換器系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)的穩(wěn)定性。
　　(3)離散時(shí)間系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為及其穩(wěn)定性分析。離散時(shí)間系統(tǒng)中又可以分為一維和二維離散映射，帳篷映射和Logistic映射就屬于一維離散映射，Henon映射則為二維離散映射，對(duì)于這兩類系統(tǒng)討論了其參數(shù)變化時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性及其穩(wěn)定性。分別建立電流模式Boost變換器的一維離散映射和電壓模式Buck變換器的二維離散映射，研究

5、其動(dòng)力學(xué)行為并分析在參數(shù)變化時(shí)的穩(wěn)定性。
　　(4)不同調(diào)制技術(shù)下的變換器動(dòng)力學(xué)行為。在PWM調(diào)制中可以根據(jù)載波信號(hào)的不同分為前緣、雙緣和后緣調(diào)制方式，詳細(xì)分析了前緣調(diào)制下Buck變換器的動(dòng)力學(xué)行為，用構(gòu)造其離散映射求解特征值的方法驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)行為。對(duì)于不同調(diào)制方式下研究Buck變換器動(dòng)力學(xué)行為，結(jié)果表明在雙緣調(diào)制情況下變換器的穩(wěn)定性最好，同時(shí)發(fā)現(xiàn)前緣調(diào)制和后緣調(diào)試方式下Buck變換器的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象具有對(duì)稱性，最后通過時(shí)域波形圖以及相