【摘要】：隨著開關(guān)電源功率等級(jí)的提高和開關(guān)頻率的逐步提升,對(duì)電源可靠性的要求越來(lái)越高。仿真是開關(guān)電源從參數(shù)設(shè)計(jì)到實(shí)際樣機(jī)之間的重要環(huán)節(jié),仿真模型的不精確會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)、反復(fù)測(cè)試數(shù)據(jù)、器件調(diào)整增加預(yù)算等一系列問(wèn)題。因此有必要提高仿真的可信度,實(shí)現(xiàn)預(yù)先高可信評(píng)估。本文以Buck變換器為研究對(duì)象,研究了由于器件寄生參數(shù)、PCB走線寄生參數(shù)和不可控因素(工藝水平、溫度、電應(yīng)力等)引起的變換器特性發(fā)生改變的現(xiàn)象。建立了Buck變換器中主要器件的實(shí)際仿真模型,對(duì)考慮器件實(shí)際參數(shù)的Buck變換器進(jìn)行仿真建模分析,避免了實(shí)際過(guò)程中由于器件參數(shù)特性影響變換器的工作性能,為器件選型提供參考依據(jù)。基于包含器件實(shí)際模型的Buck變換器仿真電路,提取PCB走線寄生參數(shù),逐步疊加主電路和控制回路的PCB寄生參數(shù)進(jìn)行了仿真分析,從而得到PCB走線寄生參數(shù)對(duì)Buck變換器影響情況的相關(guān)規(guī)律。提出的分塊建模分析方法可以定位對(duì)變換器穩(wěn)定性起主要影響的PCB走線寄生參數(shù)點(diǎn),并可求解寄生參數(shù)取值范圍,為PCB設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。針對(duì)精確考慮寄生參數(shù)的Buck變換器,本文提出了一種基于等效電路建模方法和能量守恒建模方法的Buck變換器建模方法,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出大信號(hào)模型、直流模型和小信號(hào)模型。通過(guò)仿真驗(yàn)證了建模方法的有效性。最后,利用Monte Carlo分析方法作靈敏度分析,研究元件參數(shù)值漂移對(duì)Buck變換器輸出特性和環(huán)路穩(wěn)定性的影響,得到了相關(guān)規(guī)律。本文通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性與工程實(shí)踐的可行性。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果非常接近,解決了工程中常出現(xiàn)的DC-DC變換器仿真與實(shí)驗(yàn)差距較大的問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM46

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