本文選題：開關(guān)變換器 + 峰值V~2控制�。� 參考：《西南交通大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著電子技術(shù)的發(fā)展,各種新型電子產(chǎn)品的功能越來越完善,對電源的瞬態(tài)響應(yīng)速度及穩(wěn)定性要求越來越高。開關(guān)電源的V2控制技術(shù)因其具有快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度而受到了研究者的廣泛關(guān)注。已有文獻(xiàn)對V2控制開關(guān)變換器的研究主要體現(xiàn)在控制原理、小信號建模、瞬態(tài)特性分析和控制方法優(yōu)化等。開關(guān)變換器屬于分段光滑的非線性時(shí)變系統(tǒng),存在低頻波動(dòng)、次諧波振蕩、倍周期分岔、邊界碰撞分岔和混沌等非線性動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。運(yùn)用動(dòng)力學(xué)理論分析和揭示V2控制開關(guān)變換器內(nèi)在的非線性動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)理,對V2控制開關(guān)變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇具有十分重要的理論和指導(dǎo)意義。本論文建立了峰值和谷值V2控制Buck變換器的一階等效離散映射模型�；谝浑A等效模型,利用分岔圖、Lyapunov指數(shù)、狀態(tài)參數(shù)空間等動(dòng)力學(xué)分析方法對峰值和谷值V2控制Buck變換器的非線性特性及穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,并分析了斜坡補(bǔ)償對其動(dòng)力學(xué)行為及穩(wěn)定性的影響。從動(dòng)力學(xué)的角度分析了峰值和谷值V2控制Buck變換器的穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)范圍：峰值V2控制在占空比小于0.5時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行,谷值V2控制在占空比大于0.5時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行；利用斜坡補(bǔ)償既可以拓展V2控制Buck變換器的穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)范圍,也可以使工作于斷續(xù)導(dǎo)電模式(discontinuous conduction mode, DCM)的峰值V2控制Buck變換器向連續(xù)導(dǎo)電模式(continuous conduction mode, CCM)轉(zhuǎn)移。建立了峰值和谷值V2控制Buck變換器的二階精確離散映射模型,推導(dǎo)了相應(yīng)的輸出電壓邊界、Jacobi矩陣和特征值,采用分岔圖、特征值運(yùn)動(dòng)軌跡、最大Lyapunov指數(shù)、龐加萊映射等方法詳細(xì)研究了基于二階精確模型的峰值和谷值V2控制Buck變換器的非線性動(dòng)力學(xué)行為和穩(wěn)定性,并對峰值和谷值V2控制Buck變換器進(jìn)行了對比分析。研究結(jié)果表明：在CCM模式,以輸入電壓、參考電壓、比例系數(shù)為分岔參數(shù)時(shí),峰值和谷值V2控制Buck變換器具有相反的分岔特性,即：隨著分岔參數(shù)的增大,谷值(峰值)V2控制Buck變換器具有從CCM周期1依次經(jīng)歷1次倍周期分岔和1次邊界碰撞分岔后進(jìn)入CCM混沌狀態(tài)的分岔(逆分岔)路由；以輸出電容及其ESR為分岔參數(shù)時(shí),峰值和谷值V2控制Buck變換器具有相同的分岔特性,即：隨著分岔參數(shù)的減小,谷值和峰值V2控制變換器從CCM周期1依次經(jīng)歷3次倍周期分岔和1次邊界碰撞分岔后進(jìn)入CCM混沌狀態(tài)的分岔路由。結(jié)合Boost變換器的工作模式及輸出電壓紋波的特點(diǎn),首次將谷值v2控制方法應(yīng)用于Boost變換器。詳細(xì)分析了谷值V2控制Boost變換器的工作原理,建立了相應(yīng)的小信號模型,推導(dǎo)了控制一輸出、輸入—電感電流、控制—電感電流、輸入一輸出、輸出阻抗等傳遞函數(shù),分析了其頻域特性,并與谷值電流控制Boost變換器進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明,谷值V2控制Boost變換器與谷值電流控制Boost變換器相比,具有更快的輸入和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度。通過電壓邊界建立了谷值V2控制Boost變換器的一階等效離散映射模型和二階精確離散映射模型,推導(dǎo)了相應(yīng)Jacobi矩陣和特征值,研究了谷值V2控制Boost變換器的非線性動(dòng)力學(xué)行為。以一階等效模型為例,討論了斜坡補(bǔ)償對谷值V2控制Boost變換器的動(dòng)力學(xué)特性的影響。基于一階等效模型的研究結(jié)果表明：采用谷值V2控制的Boost與Buck變換器具有相同的穩(wěn)定特性,斜坡補(bǔ)償可以拓展谷值V2控制Boost變換器穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)范圍。基于二階精確模型的研究結(jié)果表明：采用谷值V2控制的Boost和Buck變換器在輸入電壓、輸出電容及其ESR變化時(shí)的分岔特性相同。研究結(jié)果為谷值V2控制Boost變換器的電路參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。論文搭建了相應(yīng)的時(shí)域仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺,通過時(shí)域仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:With the development of electronic technology , the functions of various new electronic products are more and more perfect , and the transient response speed and stability requirement of the power supply are more and more high . The research of the V2 control switch converter is mainly embodied in the nonlinear dynamic phenomena such as control principle , small signal modeling , transient characteristic analysis and control method .
This paper studies the nonlinear dynamic behavior and stability of the Buck converter based on the peak value and valley value V2 of the Buck converter based on the peak value and valley value V2 of the second order exact model . The results show that the peak value and the valley value V2 control the Buck converter to have the opposite bifurcation characteristic . The peak value and valley value V2 control the Buck converter to have the opposite bifurcation characteristic .
This paper analyzes the operating principle of the Boost converter with valley value V2 and the characteristic of output voltage ripple . The results show that the valley value V2 control Boost converter has the same stable characteristics as the valley value V2 control Boost converter . The results show that the valley value V2 control Boost converter has the same stability characteristic when the input voltage , output capacitance and ESR change . The results show that the valley value V2 control Boost converter has the same stability characteristic in the input voltage , output capacitance and ESR change . The results show that the valley value V2 control Boost converter has the same stability characteristic in the input voltage , output capacitance and ESR change . The research results show that the valley value V2 control Boost converter has the same stability characteristic in the input voltage , output capacitance and ESR change .
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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3 包伯成;許建平;劉中;;開關(guān)DC-DC變換器斜坡補(bǔ)償?shù)姆�(wěn)定性控制研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

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本文編號：1947167