一种DC-DC开关变换器建模方法研究

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DC-DC开关变换器的建模是研究开关电源的基础,对开关电源的分析与设计具有重要意义。理想模型和实际电路之间的偏差是开关变换器分析与设计不可忽视的问题。本文对DC-DC开关变换器的建模问题进行了研究,给出了一种建立DC-DC开关变换器模型的统一建摸方法。主要研究工作包括:1.对DC-DC开关变换器建模的状态空间平均法进行了讨论,通过数学推导,阐述了状态空间平均法是平均法的一阶近似,从理论分析的角度定性地说明了此方法的适用条件,利用MATLAB对升压变换器(boost converter)的状态平均模型和原电路模型进行仿真对比,定量地讨论了状态空间平均法适用条件。2.在对DC-DC开关变换器建模方法的现状及发展趋势进行深入分析的基础上,给出了一种工作在连续和断续模式下变换器的统一建模方法。以理想Boost变换器为对象,建立了变换器的高频平均法模型,建立了基本变换器的统一模型,说明了建模过程,并用三种方法对典型升压(Boost)变换器CCM模式和DCM模式工作状态进行仿真研究。进行了稳态分析,导出了传递函数。该建模方法模型直观、物理意义清晰、具有实用价值。3.将基本变换器的统一建摸方法应用到准谐振变换器,给出了准谐振变换器的统一模型。通过具体的仿真实例,与准谐振开关变换器的状态空间平均法模型、时间平均法模型进行了对比。结果表明,本文的建摸方法有一定的应用价值,能够满足开关变换器系统的建模与仿真要求。
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