本文關(guān)鍵詞：寄生參數(shù)下變換器分岔特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的線性分析方法已經(jīng)不能有效解決非線性問題,非線性動力學(xué)由此應(yīng)運而生,主要包括三個方面：分岔、混沌、孤立子。運用非線性電路模型可以很好地解決電力電子技術(shù)中出現(xiàn)的問題,對整個電路的穩(wěn)定性分析和混沌現(xiàn)象分析都有很大幫助,通過選取適當(dāng)參數(shù)可以有效避免進入混沌狀態(tài),對電路的性能優(yōu)化有積極作用。近年來,隨著開關(guān)功率變換器的廣泛應(yīng)用、開關(guān)頻率的指數(shù)級的提高,對開關(guān)電源的功率損耗要求越來越嚴,其電路內(nèi)部的寄生參數(shù)的存在成為開關(guān)功率變換器的主要損耗之一,這些寄生參數(shù)還會使整個電路的效率變低、使得無功功率增加,對輸出電能的損耗吸收、對輸入端的變換器信號造成污染,從而影響輸入端電源的壽命。為了更好的設(shè)計開關(guān)功率變換器的參數(shù),需要深入研究這些元器件寄生參數(shù)會對電路的穩(wěn)定性造成怎樣的影響。本文首先介紹了非線性動力學(xué)的定義、特征、重要性、具體例子以及與DC-DC變換器有密切聯(lián)系的分岔種類,討論了對DC-DC變換器進行建模的具體方法等基礎(chǔ)知識；然后具體分析了Buck變換器的具體工作過程,用狀態(tài)空間平均法對變換器進行了建模；最后以Buck變換器為例,其主要寄生參數(shù)有五種：直流源上的內(nèi)阻、開關(guān)管的導(dǎo)通電阻、二極管的正向?qū)妷�、電容上的寄生電阻、電感上的寄生電阻。通過固定四個參數(shù)不變,以剩下的一個參數(shù)為變量,帶入電路的狀態(tài)方程中,觀察其分岔圖上的分岔點與理想情況下的分岔點,比較得出電路的穩(wěn)定區(qū)間有何變化,從而得出這個參數(shù)對于整體電路有何影響。通過構(gòu)造Buck變換器的離散迭代映射函數(shù),采用頻閃映射的方法,計算系統(tǒng)的雅可比矩陣,得到平衡點處的特征根,同時對Buck變換器搭建Simulink分段開關(guān)仿真模型,得到隨輸入電壓E變化時的特征根軌跡,從而判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,如果在單位圓內(nèi)則系統(tǒng)穩(wěn)定；如果在單位圓外,則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。理論分析與仿真的結(jié)果是一致的,這表明Buck變換器的寄生參數(shù)確實對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成了一定的影響,即變換器參數(shù)的變換可以使系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的分岔現(xiàn)象。本文的結(jié)論對實際電路的分析與設(shè)計有很大的借鑒意義,后續(xù)工作者可以有效避開因為參數(shù)的影響而造成的系統(tǒng)分岔,適當(dāng)?shù)倪x擇參數(shù)值可以使系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)間變得更大、整個回路的損耗更小、無功功率更少。
【關(guān)鍵詞】：Buck變換器 寄生參數(shù) 離散迭代映射 特征根
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 功率電子學(xué)應(yīng)用的介紹9-10
• 1.3 DC-DC變換器的建模10-11
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第二章 非線性動力學(xué)與混沌概述13-28
• 2.1 非線性動力學(xué)13-17
• 2.1.1 非線性動力學(xué)：分岔和混沌13
• 2.1.2 引入非線性動力學(xué)的重要性13
• 2.1.3 一個非線性動力學(xué)的例子13-14
• 2.1.4 基于DC-DC變換器的分岔種類14-17
• 2.2 混沌概述17-27
• 2.2.1 混沌研究的歷史17-18
• 2.2.2 混沌的定義及其特性18-19
• 2.2.3 分岔理論19-21
• 2.2.4 混沌的判別方法21-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 二階Buck變換器及其濾波器模型28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 Buck變換器28-39
• 3.2.1 電感電流連續(xù)28-36
• 3.2.2 電感電流斷續(xù)36-39
• 3.3 輸出濾波器模型39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于狀態(tài)空間平均法的DC-DC變換器平均模型42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 理想Buck變換器的狀態(tài)空間平均模型42-44
• 4.3 斷續(xù)狀況下的Buck變換器狀態(tài)空間平均模型44-46
• 4.4 有電容等效串聯(lián)電阻時Buck變換器的狀態(tài)空間平均模型46-48
• 4.5 理想Boost變換器的狀態(tài)空間平均模型48-50
• 4.6 Boost變換器含交流分量的狀態(tài)空間平均模型50-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 第五章 寄生參數(shù)下變換器的分岔研究53-76
• 5.1 引言53
• 5.2 離散迭代映射的構(gòu)造53-56
• 5.2.1 周期1失穩(wěn)及分岔分析53-55
• 5.2.2 特征根的計算55-56
• 5.3 Buck變換器中各種寄生參數(shù)對電路特性的影響56-75
• 5.3.1 電容上存在寄生電阻對整體電路特性的影響56-62
• 5.3.2 直流源上存在的內(nèi)阻對整體電路特性的影響62-67
• 5.3.3 二極管存在正向?qū)妷簩φw電路特性的影響67-70
• 5.3.4 電感上存在寄生電阻對整體電路特性的影響70-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81

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本文編號：345432