【摘 要】
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双输入Buck变换器允许接入两个幅值不相同的电源,相较于单输入Buck变换器,双输入Buck变换器具有器件数目少、体积小、制作成本低等特点,在清洁能源市场具有广阔的应用前景,已成为近年来国内外学者研究的热点。以交错控制双输入Buck变换器为研究对象,将输入电压分为三种情况深入分析了变换器的工作方式,指出变换器工作在不同的输入电压范围时,存在一种连续导电模式（Continuous Conductio
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双输入Buck变换器允许接入两个幅值不相同的电源,相较于单输入Buck变换器,双输入Buck变换器具有器件数目少、体积小、制作成本低等特点,在清洁能源市场具有广阔的应用前景,已成为近年来国内外学者研究的热点。以交错控制双输入Buck变换器为研究对象,将输入电压分为三种情况深入分析了变换器的工作方式,指出变换器工作在不同的输入电压范围时,存在一种连续导电模式（Continuous Conduction Mode,CCM）和两种断续导电模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）。根据变换器在不同输入电压范围内工作模式的切换条件得到了临界电感解析式,建立了各个不同工作模式的电感纹波电流和输出纹波电压的数学模型,总结了电感纹波电流和输出纹波电压模型的特征,为变换器的电路参数设计奠定了理论基础。为得到交错控制双输入Buck变换器的控制参数范围,应用状态空间平均法建立了双输入Buck变换器的数学模型,推导出了系统的雅克比矩阵,并结合劳斯-赫尔维兹判据分析了系统的稳定性,得到了闭环系统控制参数的稳定范围。建立了系统的离散映射模型,利用相轨迹图研究系统不同参数对应下的典型工作状态,为控制器参数设计奠定了理论基础。为了更加全面地表征控制器参数及电路参数对系统稳定性的影响,采用特征值灵敏度理论分析各个参数对系统稳定性的影响程度,得出了各个参数对系统稳定性的影响趋势。为变换器参数的优化设计提供了理论基础。为设计满足电气性能指标要求的交错控制双输入Buck变换器,得到其参数设计方法。讨论了变换器临界电感、电感纹波电流和输出纹波电压随电感、电容及输入电压的变化趋势,以工作模式、电感纹波电流和输出纹波电压为约束条件,得到了在输入电压和负载电阻动态变化范围内电感和电容的取值范围;根据稳定性条件和特征值灵敏度理论得到了控制器参数范围。最后搭建了实验平台,实验结果表明了参数设计方法的合理性。
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