本文關(guān)鍵詞：四開關(guān)Buck-Boost數(shù)字電源模塊的設(shè)計(jì)

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【摘要】：在通信系統(tǒng)的供電電源架構(gòu)中,因AC/DC變換器之后所存在的母線長度等因素的影響,使得后級的DC/DC變換器工作在輸入電壓范圍較寬的工況下,這樣對隔離變換器的變壓器設(shè)計(jì)造成了很多困難。為了解決該問題,一般會在隔離變換器之前加入一個(gè)非隔離電路,其目的是將較寬范圍的電壓波動(dòng)預(yù)先穩(wěn)定至一個(gè)小的范圍,稱之預(yù)穩(wěn)壓電源。本文研究的是一款基于數(shù)字控制的高功率密度的預(yù)穩(wěn)壓電源模塊,其使用的主拓?fù)錇樗拈_關(guān)Buck-Boost變換器,主要研究內(nèi)容如下:研究了四開關(guān)Buck-Boost變換器的工作原理,并據(jù)此分析了該拓?fù)涞牧汶妷簩?dǎo)通特性,設(shè)計(jì)了其工作時(shí)序及相關(guān)的電路元件參數(shù),使得拓?fù)涔ぷ饔陔姼须娏鱾螖嗬m(xù)狀態(tài)下,以實(shí)現(xiàn)拓?fù)渌拈_關(guān)的穩(wěn)定的全范圍的零電壓導(dǎo)通,并給出了仿真以驗(yàn)證該設(shè)計(jì)。對主拓?fù)渌拈_關(guān)Buck-Boost變換器進(jìn)行小信號建模,使用狀態(tài)空間平均法去推導(dǎo)該拓?fù)涔ぷ髟陔姼须娏鱾螖嗬m(xù)狀態(tài)下的小信號模型,并在模擬域上對其進(jìn)行環(huán)路的補(bǔ)償設(shè)計(jì),以使得拓?fù)淠軌蚍�(wěn)定的工作在所設(shè)計(jì)的三個(gè)狀態(tài)下(Buck、Buck-Boost和Boost);使用了雙線性變換法把模擬域上的補(bǔ)償函數(shù)離散化,以供給數(shù)字化編程使用。設(shè)計(jì)了以拓?fù)涞能涢_關(guān)策略為核心的系統(tǒng)整體控制策略,針對系統(tǒng)全范圍的零電壓導(dǎo)通的實(shí)現(xiàn),以軟硬件的相互協(xié)同合作為基礎(chǔ)去實(shí)現(xiàn)該控制策略,控制系統(tǒng)穩(wěn)定的工作在偽斷續(xù)狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)其零電壓導(dǎo)通,對系統(tǒng)的軟硬件分別進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。根據(jù)以上的研究將設(shè)計(jì)出一臺實(shí)驗(yàn)樣機(jī),對樣機(jī)進(jìn)行了全方位的實(shí)驗(yàn)以得到相關(guān)的波形與數(shù)據(jù),一一驗(yàn)證上文所設(shè)計(jì)的相關(guān)策略和電源各個(gè)功能的特性,并測得電源模塊的效率,得到的樣機(jī)在30%負(fù)載以上時(shí)的效率都在96%以上,實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
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本文編號：1307116