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升压型DC-DC转换器的建模分析与研究

发布时间:2018-04-14 11:06

  本文选题:DC-DC + 升压转换器 ; 参考:《东北石油大学》2016年硕士论文


【摘要】:升压转换电路在当今的电子设备中应用广泛,尤其是对于电池供电的设备。这种转换器允许使用较低电压的电池供电,然后通过升压型DC-DC转换器转换成电路需要的较高的电压。为了保证升压型DC-DC转换电路的长期可靠工作,理解电路原理非常重要。这包括了解电路中的非理想因素、瞬态响应以及DC-DC转换器的工作方式等等。深入理解这些内容对发现升压型DC-DC转换器可能存在的不稳定因素有关键的作用。为了优化DC-DC升压转换器的性能,以及为实际硬件电路设计提供理论基础,发展出了多种数学模型。本文首先介绍了DC-DC开关转换器建模的发展现状,重点介绍了目前应用较多的状态空间平均法以及电路平均法。对各种建模方法的优缺点进行了简单的对比,并对DC-DC开关转换器的建模方法发展趋势进行了展望。然后介绍了升压型DC-DC开关转换器的两种工作模式:连续导通模式CCM以及非连续导通模式DCM进行了简单的介绍。对每种模式下,理想以及非理想情况下的输出纹波电压、效率公式进行推导,最终综合对比分析得出CCM模式与DCM模式的优缺点。接下来,介绍了状态空间平均PWM模型,然后分别推导出CCM模式与DCM模式下的PWM开关表达式,最终得到各自的升压型转换器小信号电路模型。在前面的基础上,推导出了理想情况与非理想情况下,CCM模式与DCM模式各自的转换方程。最后,综合对比分析了在CCM模式和DCM模式下,升压型DC-DC转换器转换方程的开环增益、谐振频率、因数Q以及零点表达式,最终得出了对于升压型DC-DC来说,DCM模式更具有优势的结论,为升压型DC-DC转换器的电路设计提供了理论指导。
[Abstract]:Boost-up circuits are widely used in today's electronic devices, especially for battery-powered devices.The converter allows the use of a lower voltage battery power supply and then converts to the higher voltage required by the circuit via a boost DC-DC converter.In order to ensure the long-term reliable operation of boost-up DC-DC converter circuit, it is very important to understand the circuit principle.This includes understanding the non-ideal factors in the circuit, transient response and how the DC-DC converter works.An in-depth understanding of these elements is critical to discovering possible instability factors in booster DC-DC converters.In order to optimize the performance of DC-DC booster converter and provide a theoretical basis for the design of practical hardware circuit, various mathematical models are developed.In this paper, the current status of modeling of DC-DC switch converters is introduced, with emphasis on the state space averaging method and circuit averaging method, which are widely used at present.The advantages and disadvantages of various modeling methods are compared and the development trend of modeling methods for DC-DC switch converters is prospected.Then it introduces two working modes of boost DC-DC switch converter: continuous on-mode CCM and discontinuous on-on-mode DCM.The output ripple voltage and efficiency formulas in each mode, ideal and non-ideal, are deduced. Finally, the advantages and disadvantages of CCM mode and DCM mode are obtained by comprehensive comparison and analysis.Then, the state-space average PWM model is introduced, and then the PWM switching expressions in CCM mode and DCM mode are derived respectively, and their respective small-signal circuit models of boost converter are obtained.On the basis of the above, the transformation equations of DCM mode and ideal case are derived.Finally, the open loop gain, resonant frequency, factor Q and zero point expressions of the conversion equation of boost DC-DC converter in CCM mode and DCM mode are analyzed.Finally, it is concluded that DC-DC mode has more advantages for boost DC-DC, which provides theoretical guidance for the circuit design of boost DC-DC converter.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM46

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本文编号:1749021

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