本文選題：Buck變換器 + 電壓反饋�。� 參考：《東北石油大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,以全控型電力電子器件為核心的開關(guān)變換器已廣泛應(yīng)用于家用電器、計(jì)算機(jī)和工業(yè)控制領(lǐng)域。由于全控型電力電子器件工作在開關(guān)模式,整機(jī)變換效率非常高,以逐步取代傳統(tǒng)的線性電源。開關(guān)變換器將朝著高頻化、高功率密度、低壓大電流方向發(fā)展。本文首先研究傳統(tǒng)線性電源的組成及工作原理,建立線性電源仿真模型,分析參數(shù)對(duì)電壓紋波的影響,理論和仿真研究表明調(diào)節(jié)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)對(duì)于電壓紋波具有重要的意義,增大閉環(huán)電壓放大倍數(shù)可以減小電壓紋波。線性電源調(diào)整管工作在放大區(qū),調(diào)節(jié)開關(guān)管兩端的壓降保持輸出電壓的穩(wěn)定,從而導(dǎo)致線性電源的效率比較低,發(fā)熱嚴(yán)重,需要散熱器,體積和重量比較大。在線性電源研究的基礎(chǔ)上,以降壓型Buck變換器為主要研究對(duì)象,分析Buck變換器的組成和工作原理,建立Buck變換器仿真模型,仿真研究Buck變換器輸入輸出電壓、電感電流、電容電流和二極管上的各點(diǎn)波形,驗(yàn)證理論分析的正確性。采用狀態(tài)空間平均法建立Buck變換器的數(shù)學(xué)模型,以電壓負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖,研究系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性和相頻特性,控制-輸出傳遞函數(shù)、輸入-輸出傳遞函數(shù)和開環(huán)輸出阻抗。分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其動(dòng)態(tài)性能,仿真研究驗(yàn)證上述理論的正確性。最后,本文以28V輸入12V/4A輸出的電源為例,在穩(wěn)態(tài)情況下根據(jù)開關(guān)電源性能指標(biāo)要求進(jìn)行穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算,設(shè)計(jì)電感和電容,分析功率級(jí)傳遞函數(shù)、反饋系統(tǒng)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,建立閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真模型。仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
[Abstract]:With the development of power electronics technology, switching converters with full control power electronic devices as the core have been widely used in the fields of household appliances, computers and industrial control.Because the full control power electronic devices work in switching mode, the conversion efficiency of the whole machine is very high, which replaces the traditional linear power supply step by step.Switching converter will develop towards high frequency, high power density, low voltage and high current.In this paper, the composition and working principle of the traditional linear power supply are studied, the simulation model of the linear power supply is established, and the influence of the parameters on the voltage ripple is analyzed.The theory and simulation results show that adjusting the closed-loop voltage amplification is of great significance to the voltage ripple, and increasing the closed-loop voltage amplification can reduce the voltage ripple.The linear power supply adjusting tube works in the amplifier region, and the voltage drop at the two ends of the switch tube keeps the output voltage stable, which leads to the low efficiency of the linear power supply, serious heating, the need of radiator, large volume and weight ratio.Based on the research of linear power supply, this paper analyzes the composition and working principle of Buck converter, establishes the simulation model of Buck converter, and studies the input and output voltage and inductance current of Buck converter.The capacitive current and the waveforms on the diode verify the correctness of the theoretical analysis.The mathematical model of Buck converter is established by state space averaging method. The dynamic structure diagram of closed loop system is composed of voltage negative feedback. The open loop logarithmic amplitude-frequency characteristic and phase-frequency characteristic of the system are studied, and the control-output transfer function is also studied.Input-output transfer function and open loop output impedance.The stability and dynamic performance of the system are analyzed, and the simulation results verify the correctness of the above theory.Finally, taking the 28V input 12V/4A output power supply as an example, the steady-state parameters are calculated according to the performance requirements of the switching power supply under steady state, inductance and capacitance are designed, and the power level transfer function is analyzed.Whether the feedback system transfer function and the open loop transfer function meet the design requirements, the simulation model of the closed-loop control system is established.The simulation results meet the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：1745598