CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真.pdf

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1、第20卷第14期系统仿真学报©Vol.20No.142008年7月JournalofSystemSimulationJul.,2008CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真王开艳，王春芳，张玲丽（青岛大学自动化工程学院，山东青岛266071）摘要：利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型，通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号，非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真，在电流连续模型中，

2、得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图，观察到了系统由稳定到混沌的演化过程；在电流断续模型中，得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图，从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。关键词：Buck变换器；CCM；DCM；混沌；仿真中图分类号：TM219;TM17文献标识码：A文章编号：1004-731X(2008)14-3881-04ModelingandChaoticPhenomenaSimulationofBuckConverterinCCMandDCMWANG

3、Kai-yan,WANGChun-fang,ZHANGLing-li(SchoolofAutomationEngineering,QingdaoUniversity,Qingdao266071,China)Abstract:TwomodelsofBuckconvertercontrolledbyvoltageoperatinginCCMandDCMwererespectivelyestablishedwithMatlab/Simulink,andtheirchaoticphenomenawasobservedthr

4、oughsimulation.Themodelssuccessfullysimulatedthe“on”and“off”stateofthecontrolledswitchandthePWMdrivingsignal,they’reverysimilartothepracticaloperativestate.Usingthetwokindsofmodels,simulationsweredone,sowiththeCCMmodel,thephasespacediagramsandthewaveformsofsys

5、temmainparametersweredrawnoutbyvaryinginputvoltage,thusthetransformingofsystembehaviorfromsteadystatetochaoticwasobserved;withtheDCMmodel,aseriesofphasediagramswereobtainedbyvaryingtheloadresistanceandinductor,whichshowedthechangeofsystemdynamicbehaviorsandpro

6、vedtheexistenceofchaoticphenomena.Alltheresultsarecorrespondedwiththetheory.Keywords:Buckconverter;CCM;DCM;chaos;simulation1引言isLiLIoVT本文利用Matlab中的Simulink模块库，在参考文献[1]iC的基础上，建立了一种新的电流连续模式的Buck变换器模VDVVCRoin型，同时受其启发，建立了电流断续模式的模型。从电流连续模型中得到的混沌相图与参考文献[1]中的完全一致，说明了

7、模型的正确性；从电路断续模型中也观察到了混沌现象，从而验证了电流断续模式下的Buck变换器也存在混沌现VrefdriverA象。根据该模型可以很方便地进行参数整定，对控制系统的设计将具有一定的指导意义。comparatorVramp图1电压控制型Buck变换器电路图1Buck变换器的建模电压)作为状态变量。在CCM模式下，只有可控器件VT导图1是电压控制型Buck变换器原理图。其工作过程分[3]通与关断两种状态。列写状态方程如下：析见参考文献[1]。根据电感电流连续与否，Buck变换器有VT导通时：电流连续(CCM

8、)和电流断续(DCM)两种工作模式。后者在可⎡diL⎤⎡−1⎤1[2]⎢⎥⎢0⎥⎡i⎤⎡⎤控器件关断时又有电感电流连续和断续两种状态。dtLL+⎢⎥；(1)⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥LVin⎢duC⎥⎢11−⎥⎣uC⎦01.1电流连续模式的建模⎢⎣dt⎥⎦⎢⎣CRC⎥⎦⎢⎥⎣⎦建立状态方程时分别以电感电流iL和电容电压uC(输出VT关断时：⎡diL⎤⎡−1⎤收稿日期