考虑不同时间常数的准谐振Buck变换器解耦建模及稳定性分析

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangying_han
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
软开关变换器具有功率密度高、集成度高、小型轻量化等特点,因而在航天航空、无线通信、计算机、电动汽车等领域得以广泛应用。尤其是准谐振类软开关变换器,因具有闭环控制设计相对简单、可靠性较高等优势,而成为电力电子领域的研究热点之一。但是,由于准谐振开关变换器工作频率较高、运行模态较多,传统的基于状态空间平均的建模方法不再实用。基于此,本文针对准谐振开关变换器的谐振网络和滤波环节具有不同时间常数的特点,提出了一种考虑不同时间常数的非线性解耦建模方法,并基于所建立的数学模型,对准谐振变换器瞬态特性和稳定性进行了分析和探讨。这些工作对分析准谐振开关变换器的非线性运行机理、识别其稳定运行的参数空间,进而优化系统参数设计,提高系统性能具有重要意义。本文完成的工作主要如下:(1)以脉冲频率调制的零电流准谐振(Pulse-Frequency-Modulation Zero-CurrentSwitching Quasi-Resonant,PFM-ZCS-QR)Buck变换器为例,针对其谐振网络和滤波环节具有不同时间常数的特点,提出了一种将谐振状态变量和滤波状态变量进行解耦分析的非线性建模方法;进而用等效小参量法统一求解,获得了该准谐振变换器系统全部状态变量周期解的近似解析表达式。基于所建立的解耦模型的分析结果与PSIM电路仿真结果非常接近,说明该方法能有效性准确地分析PFM准谐振变换器的特性。(2)考虑到采用脉冲宽度调制(Pulse-Width-Modulation,PWM)的准谐振变换器在实际中具有更广泛的应用,将上述解耦方法进一步推广到PWM-ZCS Buck变换器的建模分析。利用改进的等效小参量法统一求解,分别获得了该准谐振变换器在开环和闭环运行状态下全部状态变量周期解的近似解析表达式;并对影响变换器系统瞬态特性的关键因素进行了探讨。最后,通过与仿真分析和实验测试结果进行对比,表明所提出的解耦建模方法同样能准确有效地分析PWM准谐振变换器的瞬态和稳态特性。(3)以PWM-ZCS Buck变换器为例,对准谐振变换器的稳定性进行分析。根据所建立的PWM控制的准谐振变换器闭环系统数学模型,利用基于Filippov和Floquet理论的单值矩阵分析法探讨了关键参数对变换器系统稳定性的影响,并通过仿真分析验证了稳定性分析结果的有效性。上述PFM-ZCS和PWM-ZCS准谐振Buck变换器的建模分析实例表明,本文所提出考虑不同时间常数的解耦建模方法能有效分析准谐振变换器状态变量的瞬态和稳态过程;并且所得到的谐振、滤波状态变量的稳态和瞬态近似周期解均具有较高的精度;在所建立的闭环PWM控制准谐振变换器数学模型基础上进行的稳定性分析,能有效、直观反映电路参数对变换器性能的影响。
其他文献
传统药物研发成本高但效率低的主要原因是缺乏能准确预测人体对新药反应的临床前模型。常用的动物模型往往会出现与临床实验不一致的结果,其失败率高达90%,因而迫切需要重新建立新的更具代表性的人体器官和疾病的体外模型,加快对新药的筛选和检测,为后期临床实验提供有效数据。近些年来出现的微生理系统通过对细胞微环境的精确控制,旨在重建特定人体组织/器官的基本功能,动态模拟组织和器官水平上的生理或病理活动,已逐渐
视网膜图像中的血管特征能反映心血管疾病的严重程度,在一定程度上能间接反映心血管手术的风险情况。由于视网膜图像还具有获取成本低和对人体无创的优点,因此通过视网膜图像来预估心血管手术指标的风险等级是临床医生分析与评估心血管疾病的重要途径。近年来,深度学习逐渐成为处理视网膜图像分类任务的主流手段。但是,目前大部分研究工作主要通过优化模型的结构来更好地学习输入图像的特征信息,没有考虑到图像之间的关系信息。
目前,光纤材料正在往红外光波段发展。晶体光纤兼具了晶体的耐高温、高热导率、高损伤阈值、高非线性效应阈值等优势,以及传统光纤的波导特性强、散热面积大、易集成等优势。因此,晶体光纤被看作是中红外甚至远红外波段进行低损耗高功率传导的首选材料。本论文采用纤芯熔融法制备晶体光纤,利用玻璃材料天然良好的高温易拉丝性能,当温度升至玻璃包层软化到一定程度且纤芯为流动性强的熔融物时,在玻璃包层约束下拉制出直径小且均
我国城市化进程加剧了土地资源的紧张,大学校园朝着集约化的趋势发展,带来校园建筑的集约复合。另一方面,当代高等教育注重综合型复合人才的培养,强调自主式学习与全面发展理念,以及师生使用者需求的变化拓展等因素都对高校食堂的设计提出了新时代的新要求,食堂已超越饮食建筑本身,成为多元复合的校园空间。高校后勤社会化改革的实施在一定程度上促进了食堂建筑的发展,但其相较校园其他主要类型建筑仍处于不受重视的地位,近
5G时代的到来,毫米波技术、高速数字通信技术和光电转换技术不断发展,对现代微波电路系统有了更高的要求。功率分配器(功分器)作为微波电路中一个重要的元器件,在射频电路前端扮演着重要的角色,Gysel功分器由于具有高功率容量的优点被广泛研究,然而多路Gysel功分器由于理论分析复杂,结构形式多样,其研究相对较少。此外,随着新一代移动通信中微基站、皮基站等的迫切需求,具有透明特点的电路逐渐在科研和工业领
相比普通钢,高强钢拥有更高的屈服强度、抗拉强度和结构可靠性。但是随着钢材屈服强度的提高,钢材屈强比增大而断后伸长率减小,屈服平台长度缩短甚至消失,高强钢的应变强化效应并不明显。在高强钢结构中,高强钢板更薄,在受压无约束条件下,容易发生局部屈曲破坏。此外,对于高强钢管混凝土柱,高强钢管在纵向连续,容易发生局部屈曲破坏。为了充分利用高强钢的强度优势,本文提出了一种高强圆钢管约束高强型钢混凝土柱,即在高
时间2022年4月19日从补充阅读到闭环评奖2011年4月底,我接到河北省作家协会的通知,说要推荐我担任第八届茅盾文学奖评委。紧接着,我收到了中国作家协会发来的正式邀请函。来函要求评委按照参评作品名单自行购买作品,并开始阅读。也就是说,第八届茅盾文学奖评选工作自当年5月已实质性地开始了。经资格审查后,又有两部作品退出评选,因此这次参评的作品有170余部。我在大学是专门讲授中国当代文学课程的,又主要
期刊
随着科技的进步和现代信息技术的发展,人们的安全意识在不断的提高。传统的基于标志物的身份认证系统和基于记忆和知识的身份认证系统已经无法满足人们在生产生活中对安全性的需求。近些年来,随着深度学习技术的蓬勃发展,生物特征识别领域也得到了极大的关注。生物特征识别技术因为其高安全性,高用户友好度,得到了包括出入境管理、金融服务、电子商务、信息安全等高安全需求场合的认可和应用。本文所研究的视频手势认证技术是一
人机共融已经成为未来智能机器人的发展趋势。与协作机器人相比,传统工业机器人市场保有量巨大,但不具备人机协作能力,实现工业机器人与人在同一物理环境中协同作业,将释放大量生产力。使用额外的传感器可以使传统工业机器人获得感知能力,提高人机协作水平,但由于高性能传感器成本普遍较高,基于机器人自身传感器实现人机协作成为研究热点。本文基于机器人动力学模型研究了工业机器人无额外传感器实现碰撞检测和安全反应的方法
微相分离是一种广泛存在于嵌段聚合物体系中的现象,某些嵌段聚合物发生微相分离时能形成有序的结构,这些结构处于纳米尺度,能广泛应用于微孔膜、纳米材料合成、生物载药等领域。本文通过耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)模拟研究了不同嵌段聚合物微相分离用于合成各种纳米材料的过程和机理。首先通过DPD模拟了Pluronic(PEOPPOPEO,聚环氧乙烷-聚环氧