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题目:BuckBoost电路建模及分析
摘要:作为研究开关电源的基础,DCDC开关变换器的建模分析对优化开关电源的性能和提高设计效率具有重要意义。而BuckBoost电路作为DCDC开关变换器的其中一种电路拓扑形式,因其输出电压极性与输入电压相反,而幅度既可比输入电压高,也可比输入电压
低,且电路结构简单而流行。为了达到全面而深入的研究效果,本文对BuckBoost电路进行了稳态分析和小信号分
析。稳态分析中,首先介绍了电路工作原理,得出了两种工作模式下的电压转换关系式,并同时可知基于占空比怎样计算其输出电压以及最小最大电感电流和输出纹波电压计算公式;接着推导了状态空间模型,以在MATLAB中进行仿真;而最后仿真得到的电感电流、输出电压的变化规律符合理论分析。小信号分析中,首先推导了输出与输入间的传递函数表达式,以了解低频交流小信号分量在电路中的传递过程;接着分析其零极点,且仿真绘制波特图进行了验证。
经过推导与研究,稳态分析和小信号分析下仿真得到的变化规律均与理论上的推导一致。
关键词:BuckBoost;稳态分析;小信号分析;MATLAB仿真
f1概论现代开关电源有两种:直流开关电源、交流开关电源。本课题主要介绍直流开关电源,
其功能是将电能质量较差的原生态电源,如市电电源或蓄电池电源,转换为满足设备要求的质量较高的直流电源,即将“粗电”转换为“精电”。直流开关电源的核心是DCDC变换器。
作为研究开关电源的基础,DCDC开关变换器的建模分析对开关电源的分析和设计具有重要意义。DCDC开关变换器最常见的三种电路拓扑形式为:降压Buck、升压Boost和降压升压BuckBoost1,如图11所示。其中BuckBoost变换器因其输出电压极性与输入电压相反,而幅度既可比输入电压高,也可比输入电压低,且电路结构简单而流行。
aBuck型电路结构
bBoost型电路结构
cBuckBoost型电路结构图11DCDC变换器的三种电路结构
f本课题针对BuckBoost变换器的建模分析进行深入研究,以优化开关电源的性能和提高设计效率。
根据传输信号的种类,DCDC变换器模型可以分为稳态模型、小信号模型和大信号模型2等,其中稳态模型主要用于求解变换器在稳态工作时的工作点;小信号模型用于分析低频交流小信号分量在变换器电路中的传递过程,是分析与设计变换器的有力数学工具,具有重要意义;大信号模型则主要用于对变换器进行数值仿真计算,有时也用于研究不满足小信号条件时的系统特性。
DCDC变换器的建模方法有很多种,包括基本建模法、状态空r
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