dc-dc变换器环路增益测试方法的再认识与补偿器的设计

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1、分类号学号M201271230学校代码10487密级硕士学位论文DC-DC变换器环路增益测试方法的再认识与补偿器的设计学位申请人：熊春学科专业：电气工程指导教师：阮新波教授答辩日期：2015年5月23日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringReconsiderationofLoopGainMeasurementofDC-DCConvertersandDesignofCompe

2、nsatorsCandidate:XiongChunMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.RuanXinboHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,HubeiP.R.China,430074May.2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人

3、和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师

4、签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要DC-DC变换器的环路增益可以用来优化控制参数，使DC-DC变换器具有良好的稳定性和动态性能。利用网络分析仪可以对DC-DC变换器的环路增益进行测试，测试方法主要有调制波扰动测试法和脉宽扰动测试法，它们的测试结果存在差异。本文研究这两种测试方法测得的环路增益不同的原因，并分析哪种测试方法是准确的，进而利用环路增益的理论测试结果，提出补偿器的设计思路。第二章介绍调制波扰动测试法和脉宽扰动测试法的基本原理，然后分析PWM调制器的混叠效应及其产生的边带频率

5、分量，在此基础上推导调制波扰动测试法和脉宽扰动测试法的理论环路增益，并揭示这两种环路增益存在差异的原因。提出两种与脉宽扰动测试法等效的测试方法，即PWM调制测试法和采样保持测试法，它们的电路实现更为简洁。最后对三类基本的DC-DC变换进行实验测试，测试结果验证了以上分析及所提出的测试方法的正确性。第三章利用两种测试方法所测得的环路增益对DC-DC变换器的稳定性和跟随性能、抗扰性能进行分析。分析表明，这两种环路增益都是有效的，其中，脉宽扰动测试法测得的环路增益分析稳定性时更方便，而调制波扰动测试法分析跟随性能

6、和抗扰性能时更加直观。然后给出环路增益的计算方法，并对DC-DC变换器的稳定性和跟随性能进行实验验证，实验结果验证了本文分析的正确性。第四章针对采用后沿调制和前沿调制的三类基本DC-DC变换器，分析边带频率分量对两种环路增益的影响，指出它们均受到了边带频率分量的影响，且使用脉宽扰动测试法测得的环路增益设计补偿器更加方便。利用脉宽扰动测试法测得的环路增益，提出了考虑边带频率分量影响的补偿器设计思路，并进行了实例设计及实验验证，实验结果验证了提出的设计方法的有效性。关键词：DC-DC变换器；环路增益；PWM调制

7、器；边带频率分量；混叠效应I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTThecontrolparameterscanbeoptimizedaccordingtotheloopgainofDC-DCconverters,andthussatisfactorystabilityanddynamicperformancecanbeachieved.TheloopgainofDC-DCconverterscanbeobtaineddirectlythroughthemeasurementbyusingnetworka

8、nalyzer.Therearetwoloopgainmeasurementmethods,namely,themodulatingsignalperturbationmethodandthepulse-widthperturbationmethod.However,themeasuredloopgainsbythetwomeasuremethodsaredifferent.Thisthesisinvestiga