隔离式DCDC变换器的建模与控制.pdf

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1、第44卷第4期电力电子技术Vo1．44．No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010隔离式DC／DC变换器的建模与控制皇金锋，董锋斌(陕西理工学院，陕西汉中723003)摘要：根据隔离式DC／DC变换器的基本原理，在低频、小信号、小纹波3个假设条件下，利用状态空间平均法和欧拉公式建立了正激直流变换器的小信号数学模型，采用超前一滞后校正装置对系统进行了串联校正，并利用Matlab软件进行校正辅助分析。在此基础上组建了电压型闭环自动控制系统，实验结果表明系统具有良好的动静态性能，验证了该数学模型的正确性以及控制策略的合理性。关键词：变换器：正

2、激：建模；欧拉公式中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)04—0087—03ModelingandControlonIsolatedDC／DCConverterHUANGJin．feng，DONGFeng．bin(ShoanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723003，China)Abstract：AccordingtotheprincipleofisolatedDC／DCconverter，undertheassumptionconditionsoflow·frequency，smallsigna

3、landsmallripplewave，smallsignalmathmodelofforwardDC／DCconverterisestabishedbyusingstate—spaceav—eragingmethodandeulerformula．Thesystemiscorrectedcorrectionbytheseriesdevicewithleadandlagcorection，andtheMatlabsofewareisalsousedtoassistantanalysissystem．Onthisbasis，theautomaticclosedcontr

4、olsystemissetup．Theexperimentalresultsshowthatthesystemhasperfectdynmaicandstaticcharacter．Soitprovesthatthemathematicalmodeliscorectandthecontrolstrategyisreasonable．Keywords：converter；forward；modeling；eulerformulaFoundationProject：SupportedbyFoundationfromShaanxiProvincialDepartmentof

5、Education(No．09JK374)；Founda—tionfromShaanxiInstituteofTechnology(No．SLG0804)l引言2正激直流变换器建模开关电源具有体积小、效率高、重量轻等特点，正激变换器电路包含多种不同的拓扑，典型的己广泛应用于航空、航天、通信、计算机等许多领域。单开关正激电路拓扑如图1所示．通过开关管VQDC／DC开关变换器是开关电源的核心，其本质是非的通断来实现输出电压的改变。在基于低频、小信线性、多模态、时变的动态系统，无法直接用经典的号、小纹波3个假设条件下利用状态空间平均法以线性系统理论对其进行建模和设计【。及结

6、合欧拉公式进行了小信号建模，建模步骤如下。开关电源要实现大范围升压和降压，且工作效率高，易于控制．正确建模和设计出合理调节器成为开关电源分析和设计的关键。这里选用最为典型的单端正激变换器。在基于低频、小信号、小纹波3个假设条件下利用状态空间平均法结合欧拉公式进行小信号建模。经过分析．基于建模结果，采用超前滞后校正对系统进行了串联校正。实验结果表明系统具有良好动态及静态性能，同时验证了建模结果的正确性和diL-]1控制策略的合理性，所得到的结论也可推广到其他+㈩DC／DC变换器中d)=(0)+了1dT~[n-]基金项目：陕西省教育厅科学研

7、究计划资助项目(09JK374)；陕西理工学院基金资助项目(SLG0804)(0)㈤㈤>](2)定稿日期：2010～O1—25作者简介：皇金锋(1978一)，男，陕西岐山人，硕士，讲师，研究方向为电力电子与电力传动。第44卷第4期电力电子技术Vo1．44，No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010diL-]滤波电感L=ImH，滤波电容C=470F，负载电阻R=(3)50Q，开关频率f,=40kHz时，参数代入式(9)可得变换器占空比至输出的传递函数为：Gud(s)=Uo(S)=LCs2+Ls／R+I(1O))：i(aT