平均电流控制多通道交错并联磁集成Buck变换器

发布时间：2020-03-16 01:41

【摘要】：当今世界面临着能源危机与环境污染两大问题,使得人们越来越清醒地认识到节能环保类产品的重要性。电源作为电子设备的动力来源,对其进行深入研究并加以利用对人类的可持续发展有着重要的意义。而对电感进行耦合并不断深入研究对于提高开关电源的稳定性与动态性至关重要,同时还可以减小开关电源的体积与重量,从而大大缩小成本,由此可见在交错并联Buck变换器中引入磁集成技术十分必要。文中首先对多通道交错并联磁集成Buck变换器的电路拓扑与工作过程进行分析,得到多通道状态下变换器的等效稳态电感与暂态电感表达式并对其进行进一步整理得到归一化电感表达式,并以此为理论依据利用Mathcad软件对归一化电感进行作图分析,归纳总结出多通道交错并联磁集成Buck变换器中耦合度设计规则。在多通道状态下对系统应用状态空间平均法来构建数学模型,推导出各状态变量到控制变量的传递函数,为进一步深入研究提供理论依据。为了进一步提升系统动态性能,文中选取平均电流控制方案对系统性能加以改善,以通道数n=2时为例设计出基于平均电流控制的交错并联磁集成Buck变换器。首先文中选取两通道系统作为研究对象对其工作状态加以分析,以多通道时对系统的分析为基础得出两通道时状态变量到控制变量的传递函数。然后利用MATLAB软件作出两通道情况下的开环传函的波特图,得到系统的开环特性曲线并以此来对系统加以分析。最后以两通道情况下的开环特性为基础对系统施加平均电流控制方案,对电流、电压双闭环中各参数进行设计。通过Saber仿真软件对加入平均电流控制方案的系统进行稳态性能与动态性能仿真,通过实验检验实际结果与理论分析是否存在一致性并指出论文中存在的缺点与不足。
【图文】：

框图,系统结构,框图,补偿校正

江宁工程技术大学硕±学位论文，作为了整个系统进行电压转换的核也，虚线框中部分是控制电路该部分测电路对变换器的输出值加Ｗ检测然后将该值与事先设置好的电压基准，，将计算的差值给入补偿校正环节并将补偿后的输出值接入调制器中来产，最后通过驱动器输出驱动信号来调整变换器电路里的开关管导断时间从出值的控制。逡逑

框图,变换器,并联运行,方式

逦Ｌ逦Ｉ逡逑图１．１开关电源电路系统结构框图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｂｌｏｃｋ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ邋ｐｏｗｅｒ邋ｓｕｐｐｌｙ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ逡逑ＤＣ／ＤＣ变换器里面主要包括功率开关管，储能电感、输出电容、二极管和负载几部分，逡逑当上述元器件的位置关系与配置发生变化时其拓扑也随之发生改变。了解开关电源一般基逡逑本拓扑Ｗ及在该拓扑下所适用的场合，再通过对电路本身带有的特点进行对比，选取本论逡逑文的研究对象并对其进行深入探讨。ＤＣ／ＤＣ变换器根据电路中存在电气隔离部分与否可对逡逑其进行如下划分：即隔离型与非隔离型ＤＣ变换器［１０邋１１］。逡逑表１．１直流－直流变换器的分类逡逑Ｔａｂ．邋１．１邋Ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＤＣ／ＤＣ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ逡逑逦非隔离型变换器逦隋窝增变换器逦逡逑Ｂｕｃｋ变换器逦单管正激变换器逡逑Ｂｏｏｓｔ变换器逦单管反激变换器逡逑Ｂｕｃｋ／Ｂｏｏｓｔ变换巧逦双管正激变换器逡逑Ｃｕｋ变换器逦双曾反激变换器逡逑Ｚｅｔａ变换器逦推挽变换器逡逑逦Ｓｅｐｉｃ变换器逦半桥／全桥变换器逦逡逑－４－逡逑
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46

【参考文献】