DC-DC变换器小信号建模与环路增益测试方法

发布时间：2019-05-11 01:56

【摘要】：DC-DC变换器包含开关管、二极管、调制器等非线性环节，属于典型的非线性系统。对于这样一个系统，依然存在一些有待解释和解决的问题，，比如接近1/2开关频率时变换器数学模型的准确性、不同的调制方式下变换器有可能呈现不同的特性、变换器环路增益的测试结果随测试点改变而不同等。本文从信号频谱的角度分析了不同的环路增益测试方法的区别，给出了正确的测试方法。提出一种新的测试方法，并以此作为校验模型准确性的依据。针对自然采样系统中PWM调制器的工作特性，对PWM调制器以及变换器主电路进行离散建模，并利用该模型分析调制方式对整个变换器的影响。 第二章介绍了两种现有的环路增益测试方法，即模拟扰动注入测试法和数字扰动注入测试法。利用PWM调制器的离散小信号框图得到了闭环回路中信号的频谱，进而揭示了两种测试方法的关系，证明了数字扰动注入测试法的正确性。在此基础上，提出了一种交截点采样的测试方法，它与数字扰动注入测试法等效，但电路实现较为简单。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。 第三章以PWM调制器的调制波与载波的交截点作为建模点，推导了不同调制方式下PWM调制器和变换器主电路的小信号离散模型，进而得到三类基本DC-DC变换器控制到输出的传递函数Gvd(z)的表达式。利用数学手段对Gvd(z)化简，在保证离散模型精确性的前提下提高了其实用性。基于以上离散模型，分析了调制方式对PWM调制器的影响以及不同调制方式下三类基本DC-DC变换器Gvd(z)的零点的分布情况。最后通过对变换器的环路增益进行仿真测试验证了以上结论。 第四章搭建了三类基本DC-DC变换器的实验样机，采用本文提出的交截点采样的环路增益测试方法测试了不同调制方式下变换器的环路增益，验证了本文理论分析的正确性。
[Abstract]:DC-DC converter includes switch, diode, modulator and other nonlinear links, which belongs to typical nonlinear system. For such a system, there are still some problems to be explained and solved, such as the accuracy of the mathematical model of the converter when the switching frequency is close to 1 鈮

本文编号：2474161