車載輔助控制電源建模分析與研究.pdf

1、開關(guān)電源的核心是開關(guān)變換器。開關(guān)變換器是一個帶有閉環(huán)控制的高階-離散-非線性-時變系統(tǒng)，不能直接應(yīng)用經(jīng)典控制理論分析和設(shè)計，這給開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)分析和設(shè)計帶來了很大的困難。自20世紀80年代以來，開關(guān)變換器的建模一直是電力電子學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，并己取得了許多成果。
　　 在鐵路行業(yè)，開關(guān)電源的使用越來越廣泛，電力機車內(nèi)控制電源已經(jīng)朝開關(guān)電源轉(zhuǎn)化。因此本文以機車輔助控制電源為對象對開關(guān)變換器的電路平均建模方法進行了重點的研究

2、，有助于開關(guān)電源的性能優(yōu)化和設(shè)計效率的提高。
　　 本文論述了電力機車DC110V控制電源和輔助控制電源的結(jié)構(gòu)，并對輔助控制電源中Buck型開關(guān)變換器的基本原理和結(jié)構(gòu)組成進行講解。在對開關(guān)變換器建模方法的現(xiàn)狀進行研究后，重點介紹了電路平均建模法，其中包括三端PWM開關(guān)器件模型法、時間平均等效電路模型法、能量守恒平均法?；谏鲜鋈N模型，作者提出了一種非理想變換器在連續(xù)工作模式下的電路平均建模方法，該方法中既考慮了開關(guān)器件的各種寄

3、生參數(shù)，又簡化了模型。并以輔助控制電源中的Buck變換器為例，闡明新方法的建模思路與過程，得出了非理想Buck變換器的在連續(xù)工作模式下的大信號模型，并對該模型進行穩(wěn)態(tài)和動態(tài)小信號特性分析。
　　 最后，文章介紹了車載輔助電源的Buck開關(guān)變換器在連續(xù)工作模式下的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計，對基于非理想Buck變換器進行了PID補償網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計，并進行了小信號特性的仿真研究，驗證模型的正確性。在文章結(jié)尾處，對后續(xù)研究工作進行了展望，指出了