CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真

利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型,通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号,非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真,在电流连续模型中,得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图,观察到了系统由稳定到混沌的演化过程;在电流断续模型中,得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图,从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

基于采样数据模型的DC-DC变换器中分岔现象分析

DC-DC变换器中存在着丰富的非线性现象,分岔的出现是DC-DC变换器失稳的表现。为研究DC-DC变换器中的分岔现象,采用采样数据法建立DC-DC变换器的精确数学模型,给出对分岔现象进行仿真分析的公式,以Buck变换器为例,通过仿真和实验观察不同参数下分岔现象的出现,从而得出电路参数变化对DC-DC变换器稳定性的影响。     

BOOST变换器中混沌现象及其控制的仿真研究

分析了工作在电流断续状态下BOOST变换器的离散迭代模型,对该迭代模型的分岔现象进行了仿真研究。基于MATLAB的POWER SYSTEM工具箱,采用基于器件模型的仿真研究证实了该变换器中的混沌现象。针对该混沌现象采用了跟踪控制方法进行控制,该方法消除了变换器中的混沌现象,使变换器工作在周期1状态,基于迭代模型和器件模型的仿真结果表明了混沌现象的存在和所提控制方法的有效性。     

电压反馈型正激变换器中分岔与混沌现象的研究

研究了电压反馈型正激变换器的分岔与混沌.基于功率变压器的简化模型,建立其离散映射模型.在此模型的基础上得到以变压器的初次级匝比为分岔参数的分岔图,根据此分岔图分析了正激变换器混沌出现的途径.然后在PSpice中进行仿真实验,得到了电容两端电压和电感电流的时域波形图及其相图,获得了与数值仿真一致的电路仿真结果.     

电压型Buck变换器中的低频振荡分析

分析了具有PI控制的Buck变换器中的低频振荡现象。利用离散模型研究了Buck变换器中的低频振荡现象,结果表明系统产生低频振荡的原因是状态变量发生了Hopf分岔。采用状态空间平均的小信号模型分析了变换器的稳定性,它所确定的稳定运行临界点恰好与从离散模型得到的Hopf分岔点的位置相吻合,这表明线性的小信号平均模型可以准确的预测低频振荡的参数稳定域。通过分析发生低频振荡后的频率和幅值,结果表明Buck变换器中的低频振荡现象实际上是一种自激振荡。最后通过数值仿真和电路实验验证了理论分析的合理性。     

基于混沌反控制降低Buck型变换器EMI及纹波研究

开关模式电源通常会产生电磁干扰。利用混沌能够降低开关模式电源的EMI(Electromagnetic interference),但会引起较大的输出电压纹波。基于新的电压反馈扰动方法可使Buck变换器工作在混沌状态,改善电感电流频谱分布,降低频谱峰值,使之满足EMI要求。Pspice仿真结果表明:该混沌反控制方法不仅能够有效的降低Buck型变换器的EMI水平,并且能够明显降低输出电压纹波。     

DC/DC升压变换器自适应-PID串级控制系统仿真研究

为获得良好的电压控制性能,抑制模型非最小相位特性的影响,可使DC/DC升压变换器工作在电流控制模式下,采用串级结构的控制器,组成串级控制系统。系统的外环采用基于参数估计的自适应控制算法,以电容电压为被控量;内环则采用一种特殊的PID控制算法,以电感电流为被控量。此种自适应-PID串级控制器不但可使被控系统获得良好的动态特性,而且不需确知负载电阻、电容、电感、输入电压等参数的信息,对参数变化有着很强的鲁棒性。对DC/DC升压变换器的仿真结果表明,上述控制方案是可行的。     

PFC Boost变换器的非线性现象仿真研究

分析了基于平均电流控制的PFCBoost变换器的工作原理，采用Simulink模型建立了主电路的开关模型，对PFC变换器进行了数字仿真。仿真结果说明了在PFCBoost变换器中同时存在两种不同时标下的不稳定现象，最后利用Matlab软件中的S函数建立系统状态空间平均模型得到了低频分岔图，证明了所建立仿真模型的正确性。所建立的PFC变换器模型为精确分析电力电子变换器在参数变化时的动态性能提供了有效工具。     

双频Buck变换器的非线性现象仿真研究

根据高、低频单元动力学行为特点,把双频Buck变换器系统的快标不稳定性分析问题解耦为两个单频Buck系统的快标不稳定性分析问题,提出了一类改进的数据采样建模方法,构建了高频部分的频闪映射模型。基于该模型使用一种非数值方法求解出不动点处的雅可比矩阵并讨论了电路参数变化对系统稳定性的影响。此外,揭示了低频网络部分存在的非线性现象,给出了低频网络稳定运行的必要条件。数值仿真结果证实理论分析中的结论,有效地阐释了双频Buck变换器系统的快标不稳定性现象,为其稳定、优化运行提供了理论依据。     

基于计算机仿真的Buck-Boost电路研究

Buck-Boost电路中含有丰富的非线性现象。它工作过程中电路拓扑结构的循环切换导致了谐波、分叉和混沌等非线性行为。基于PSPICE仿真,研究了电流控制DC/DC Buck-Boost开关转换器中的倍周期现象。而且,建立了开关转换器的数学模型和叠代映射来解释这种非线性现象。基于MATLAB仿真,从叠代映射中得到了系统分叉图。     

航天器用DC／DC变换器的建模仿真与研究

分析了已应用在航天器上采用单端反激拓扑的DC/DC变换器基本工作原理,在此基础上,根据小信号平均建模的基本方法,对该DC/DC变换器进行小信号建模分析,得到了电压控制模式和电流控制模式下的传递函数.基于这种平均理论,通过Saber建立的模型,从电压、峰值电流、平均电流控制模式方面进行了阐述.并根据峰值电流控制模式方式建立了具体的仿真电路,进行了直流分析、瞬态分析以及交流小信号分析.实际电路的测试结果验证了建摸仿真的正确性,并给出了仿真及实际的波形.     

Buck型交流斩波电压调节器的建模与控制

通过分析Buck型交流斩波电压调节器的工作原理和电路结构,建立了该电压调节器状态空间平均模型和小信号动态模型。在此基础上,利用输入电压前馈比例控制结合输出电压反馈控制的方法设计了系统控制器。仿真实验表明,所设计的交流斩波电压调节器与传统晶闸管相控调压器相比具有响应速度快,谐波含量小的显著优点;同时在输入电压波动时,输出电压稳定鲁棒性强。仿真实验结果验证了前馈-反馈控制器的有效性。     

基于频域法的DC/DC变换器传递函数设计方法研究

目前常用解析法建立DC/DC变换器的小信号模型,频域法来验证其准确性,现采用一种新的思想是：直接利用频域法进行变换器的小信号建模。设计流程包括：分析频域法的原理和建模机制,介绍运用Matlab建模的实现流程,以典型移相全桥变换器为设计对象,利用Simulink搭建仿真模型,分别基于频域法和状态空间平均法（解析法）得到传递函数,采用PID Tuner设计控制参数,对比2种方法的波特图和输出电压。结果表明：频域法建模的波特图更精确,输出电压动态性能更好。