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1、BUCK变换器的建模[摘要]由于BUCK变换器的非线性特性，在理想建模过程中的理想化处理往往与实际电路存在较大误差，针对非理想因素对系统稳定性的影响，在考虑电感、电容等效串联电阻，二极管导通电阻以及二极管正向压降，MOSFET的导通电阻这些寄生参数的情况下，运用状态空间平均法，建立非理想条件下BUCK变换器的数学模型，推导出其开环传递函数，并用PSIM对非理想数学模型进行仿真，通过绘制Bode图分析了电感、电容、二极管、MOSFET管的寄生电阻对系统稳定性的影响，在此基础上，通过设计PI较正器，实现闭环控制，对系统进行补
2、偿，从而增加系统稳定性，以达到要求。[关键词]非理想；BUCK变换器；状态空间平均法；PI较正器；寄生参数NonidealconditionofBUCKconverterAbstract:DuetothenonlinearcharacteristicsofBUCKconverter,intheidealintheprocessofmodelingtheidealizedtreatmentisoftenassociatedwiththeactualcircuithasbigerror,fornonidealfactorsi
3、nfluenceonthestabilityofthesystem,consideringtheequivalentseriesresistanceofinductance,capacitance,dioderesistanceanddiodeforwardvoltagedrop,MOSFETturn-onresistanceoftheseparasiticparameters.Next,byusingthestatespaceaveragemethod,theestablishmentofnonidealconditi
4、onofBUCKconvertermathematicalmodel,derivedtheopen-looptransferfunction,andusingPSIMfornonidealmathematicalmodelsimulation,isdrawnthroughtheBodeanalysisofinductanceandcapacitance,diode,MOSFETtubeparasiticresistanceoftheinfluenceonthestabilityofthesystem,onthebasis
5、ofthroughthedesignofPI,moreis,torealizeclosedloopcontrol,thesystemiscompensated,therebyincreasingthestabilityofthesystem,inordertomeettherequirements.Keyword:Nonideal;BUCKconverter;statespaceaveragemethod;PIispositive;目录1绪论11.1课题研究目的和意义11.2BUCK变换器主要建模方法11.4论文的主要内
6、容22状态空间平均法的概述32.1状态空间平均法32.1.1求平均变量32.1.2分离扰动42.1.3线性化52.2总结53基于状态空间平均法的非理想BUCK变换器建模63.1非理想寄生参数等效63.2列写状态方程、分离扰动、线性化并求出传递函数73.3建立非理想电路模型与数学模型113.总结.........................................................114PSIM仿真以及寄生电阻对系统稳定性影响124.1仿真电路参数设计及计算124.2寄生电阻对系统稳定性影响分析1
7、45PI校正器设计186结论与展望21致谢23参考文献24外文翻译251绪论1.1课题研究目的和意义由于具有效率高、体积小、重量轻等特点，开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。而变换器的建模分析是研究开关电源的设计的理论基础，因此BUCK变换器的建模分析具有举足轻重的地位。传统开关电源理想模型中，未考虑开关损耗、变压器漏感以及磁滞损耗、开关导通时间等，同时也忽略了如电阻、电感和电容的寄生参数等。对于高精度的开关电源，上
8、述情况是不容忽视的，否则变换器将处于不稳定或指标难于达到实际要求。在文献[1]中介绍了电力电子器件的开关导通时间，电容电感寄生参数等问题，在文献[10]中给出了非理想条件的等效线性问题，而文献[11]中详细介绍了如何对线性系统理论分析。随着电力电子技术的高速发展，对开关电源的性能要求也越来越高，如高频化、高可靠、低功
