【標題】基于MATLAB直流-直流變換器的研究

【作者】周清華

【關(guān)鍵詞】降壓變換器升壓變換器占空比 MATLAB 仿真

【指導老師】黃江波

【專業(yè)】物理學

【正文】

1. 緒論

1.1. 引言

課題主要研究降壓直流-直流變換器(Buck Converter)和升壓直流-直流變換器(Boost Converter)的工作原理，通過對兩個變換器的仿真實驗結(jié)果進行對比，最后得出重要結(jié)論。

1.2. 課題研究目的及意義

隨著電動牽引技術(shù)的發(fā)展，特別是電子信息類產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)，直流變換技術(shù)已廣泛應用于生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。大到地鐵列車、無軌電車、計算機、各種家用電器、電動汽車和醫(yī)學器械，小到移動電話、MP3播放器[13]。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能20％~30％。直流斬波器不僅有調(diào)壓的作用，同時還能有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲[1]。所以研究直流變換器具有重要的現(xiàn)實理論意義。

在電力電子系統(tǒng)的研究中，仿真研究由于其高效、高精度及高的經(jīng)濟性與可靠性而得到大量應用。Matlab作為一種新型的高性能的語言，為電力電子技術(shù)的研究與應用實現(xiàn)提供了理想的工具[14]。Matlab/Simulink 是一種有效的仿真工具，本課題應用Matlab的動態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink進行直流變換器的仿真和分析，能夠很好的模擬實際電路的各種電氣量，從而進行更好的分析研究直流變換器，以達到促進電力電子技術(shù)的發(fā)展[6]。

1.3. 目前國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

1.3.1. 從理論方面研究

傳統(tǒng)的理想模型和實際電路之間的偏差是開關(guān)變換器建模不可忽視的問題。圍繞這一問題，在文獻《DC-DC開關(guān)變換器的建模分析》中，對DC-DC開關(guān)變換器建模方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行深入分析，提出了一種非理想基本變換器在連續(xù)工作模式下的電路平均建模方法。以非理想Buck變換器和非理想Boost變換器為例，闡明了建模過程并進行了仿真研究和實驗驗證，建立了非理想M1開關(guān)模型，在此基礎(chǔ)上推導了Buck-Boost變換器在連續(xù)工作模式下的等效電路模型，進行了穩(wěn)態(tài)和動態(tài)小信號特性分析。該建模方法考慮了變換器的寄生參數(shù)，模型直觀、物理意義清晰、具有實用價值[7]。

作者還提出了非理想變換器在斷續(xù)工作模式下的電路平均建模方法，該方法不僅考慮了變換器的寄生參數(shù)，而且考慮了電流的紋波。首次建立了非理想Buck變換器、非理想Boost變換器在斷續(xù)工作模式下的大信號平均模型、DC和小信號電路模型，進行了穩(wěn)態(tài)分析，導出了傳遞函數(shù)。統(tǒng)一了非理想Buck變換器、非理想Boost變換器在連續(xù)工作模式和斷續(xù)工作模式下的大信號平均模型，推導了斷續(xù)工作模式和連續(xù)工作模式的邊界。研究了Buck變換器和Boost變換器在斷續(xù)工作模式下的小信號特性，討論了不同的參數(shù)對小信號特性的影響，并與臨界連續(xù)、連續(xù)工作模式下的小信號特性進行了比較。

1.3.

2. 從控制方法上研究

總結(jié)

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