DC-DC开关变换器建模分析及其变结构控制方法的研究

DC-DC开关变换器是一种时变非线性开关电路，其建模、稳态分析及其控制方法一直是功率电子学专家所关注的重点。本论文旨在用一种统一分析的观点对这类变换器的建模、稳态分析和滑模变结构控制方法进行研究与分析。本论文主要内容如下： 1．统一建模方面。以建立比较通用的建模方法为目的，提出了PWM型DC-DC开关变换器开环工作于连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)统一等效电路的统一建模方法。该等效电路与原变换器电路拓扑基本一致，同时从物理意义上解释了替代电路中开关元件所采用的时变等效电源性质的合理性。 2．稳态分析方面。将等效小参量法应用于PWM型DC-DC开关变换器的稳态分析，提出了一种适合这类变换器符号分析的统一算法。该算法并未涉及变换器的具体类型，而且求解过程直观清楚，表达式简洁。 3．研究和分析了直流串联谐振变换器电路的特点，将统一建模和稳态分析方法推广到串联谐振电路工作于CCM模式，得到了该类型的统一等效模型以及符号分析结果。 4．控制方面。在全面总结目前用于PWM型DC-DC开关变换器闭环控制的各种方法的基础上，提出了一种针对PWM型DC-DC开关变换器电路工作于CCM模式，实现滑模变结构控制的统一控制算法。该控制算法通过对滑模误差进行动态修正，从而动态补偿控制量的大小，达到消除稳态误差，削弱乃至消除高频抖动的目的，实现变换器一些良好的控制品质。 本文所有工作都经过计算机仿真进行验证，得到了与理论分析一致的结果。 本论文工作属于导师主持的广东省自然科学基金和国家教委高校博士点学科专项基金资助项目的部分内容。