升压型DC-DC开关变换器的混杂建模与控制研究
[整理]升压式DC／DC变换器的研究与设计
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升压式DC／DC变换器的研究与设计李亚雄摘要如今，随着手机、相机以及平板电脑等各种便携式数码电子产品的快速发展和市场的不断扩大，电子产品扮演着人们日常生活中举足轻重的地位。
电源管理芯片，作为整个电子系统中不可或缺的组成部件，其发展和需求量都得到了迅猛增加。
由于具有转换效率高、小体积是等特点，DC/DC变换器被广泛应用于各种便携式电子产品中。
本文通过分析和研究DC/DC 变换器的三种基本的拓扑结构和工作原理，设计了一款升压式DC/DC变换器。
该升压式DC/DC变换器的输入电压范围为2.7 V-5.5 V，可应用于锂离子电池供电的各种便携式电子产品中，稳定输出电压高达18 V，最大负载电流可达200 mA。
电路调制采用电压控制PWM方式，内建振荡器的频率为1.5 MHz。
为提高系统效率采用同步整流技术。
并且研究了升压型变换器的模型建立，设计了欠压锁定、过温关断等保护电路提升了系统的稳定性。
本文完成了带隙基准电压源、LDO稳压器、PWM比较器、误差放大器、钳位电路、振荡器、系统补偿电路等DC/DC变换芯片控制电路的子模块的设计。
电路基于0.35 μm BCD6S 工艺，使用Cadence Spectre仿真工具完成了系统的仿真验证。
仿真结果表明本文设计的升压式DC/DC变换器切实可行，各项性能均能达到设计目标。
关键词：DC/DC变换器；升压式；设计；仿真；1 引言日常使用的便携式电子产品需要多种电压，但是这些产品通常只能由一组电池供电，所以其必须通过DC/DC 变换器供给所需要的各种直流电压。
依据输入电路与输出电路的之间关系，DC/DC变换器可分为升压型(Boost)、降压型(Bulk)，升压-降压型(Boost-Bulk)和反相型(CuK)DC/DC变换器[1]。
Boost 型DC/DC变换器技术尤其是数控Boost 型DC/DC变换器技术是一门实践性非常强的工程技术，其应用服务于各行各业。
如今Boost 型DC/DC变换器技术融合了电子、系统集成、电气、材料和控制理论等诸多学科领域。
PWM型DCDC开关变换器研究综述
PWM型DCDC开关变换器研究综述PWM型DC-DC开关变换器通过开关元件的不断开启和关闭实现电能的转换，使得输入电压或电流在输出端产生与输入端不同的电压或电流。
PWM型DC-DC开关变换器的工作原理是利用开关元件将直流电源的电能转换为脉冲形式的电能，然后通过滤波电容和电感等元件进行滤波，最终获得稳定的输出电压或电流。
1.基本拓扑结构：PWM型DC-DC开关变换器有多种不同的拓扑结构，包括升压、降压、升降压和反激等。
研究人员通过对各种拓扑结构的比较与分析，选择最适合特定应用场景的拓扑结构。
2.控制策略：PWM型DC-DC开关变换器的控制策略是保证输出电压或电流稳定的关键。
常见的控制策略包括电流环控制、电压环控制、电压-电流双环控制等。
研究人员通过优化控制策略，提高开关变换器的性能指标，如响应时间、稳态误差和抗干扰能力等。
3.开关元件选型：开关元件的选型对PWM型DC-DC开关变换器的性能具有重要影响。
研究人员通过研究不同类型的开关元件（如MOSFET、IGBT等）的特性和参数，选择最适合特定应用场景的开关元件，并提出相关的控制策略和保护机制。
PWM型DC-DC开关变换器在各个领域中都有广泛的应用。
例如，PWM 型DC-DC开关变换器被应用于电动汽车以提供适宜的电源电压和电流；在太阳能光伏电池系统中，PWM型DC-DC开关变换器被用来调节光伏阵列的输出电压与负载匹配；此外，PWM型DC-DC开关变换器还被用于电力供应系统、通信设备、工业自动化等领域。
综上所述，PWM型DC-DC开关变换器是一种重要的电力转换设备，在不同领域中有广泛的应用。
对PWM型DC-DC开关变换器的研究包括基本拓扑结构、控制策略、开关元件选型和功率损耗分析等方面，通过优化这些关键技术，可以提高开关变换器的性能指标，满足各种应用需求。
PWMDC_DC开关变换器建模_仿真分析研究
４ Ｂｏｏｓｔ 电路的仿 真
４．１ 高频网络平均法和状态空间平均法模型仿真 由 推 广 的 高 频 网 络 平 均 法 和 状 态 平 均 法 公 式 （６）的 数 学 模 型， 应用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 进行数学建模及波形 ２ Ｂｏｏｓｔ 变换器的低频等效电路模型
术 开关 Ｓ 等效为受控电压源 Ｖｓ、二极管 Ｄ 等效为受控电流源 ＩＤ，在 一 个 开 关 周 期 内 ，
（收 稿 日 期：２００７．８．１３）（修 稿 日 期：２００７．１０．１８）
图 ５ Ｂｏｏｓｔ 变换器原模型的 Ｍａｔｌａｂ 仿真及波形 首次将 高 频 网 络 平 均 法 推 广 到 ＰＷＭ （ＣＣＭ）开 关 变 换 器 中， 并建立了低频模型， 此方法同样适用于 ＤＣＭ 状态的变换器。该 模型推导简单，既容易导出其数学模型，又具有鲜明的电路意义， 非常适于仿真。容易得到电路直流特性， 低频小信号传递函数 等。在其他拓扑电路分析中相比于状态空间平均法可大大简化 分析过程。 本 文 建 模 和 仿 真 方 法 可 应 用 于 Ｂｕｃｋ － Ｂｏｏｓｔ 、Ｃｕｋ、Ｚｅｔａ、 Ｓｅｐｉｃ 以及其它拓扑电路中分析 ＣＣＭ 或 ＤＣＭ 状态的变换器。 本文作者创新点： 以典型 ＰＷＭ Ｂｏｏｓｔ 变换器为例进行了三 种方法建模， 首次将高频网络平均法推 广到 ＰＷＭ 开关变换器 中，并 建 立 了 低 频 模 型 ， 对 状 态 空 间 平 均 法 、推 广 的 高 频 网 络 平 均法、等效小参量法得到的数学模型以及实际电路模型应用 ＭＡＴＬＡＢ 进 行 了 仿 真 和 对 比 ， 得 出 其 适 用 范 围 ， 所 采 用 的 建 模 方法可推广应用于其他变换器。 参考文献 ［１］邱关源． 《现代电路理论》． 高等教育出版社，２００１．１ ［２］王云亮等．《电力电子学》．电子工业出版社，２００４．８ ［３］０ＡＲＴＨＵＲＦ． ＷＩＴＵＬＳＫＩ， ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓ．Ｏｎ ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ． ５，ｎｏ．１ ＪＡＮＵＡＲＹ，１９９０ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｔａｔｅ － Ｓｐａｃｅ Ａｖｅｒａｇｉｎｇ ｔｏ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｓ ａｎｄ Ｂｅｙｏｎｄ ［４］Ｐ．Ｋｒｅｉｎ ｅｔ．Ｏｎ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ａｖｅｒａｇｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ． ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓ．Ｏｎ ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．１９９０，５ （２）： １８２－ １９０ ［５］赵录怀 杨育霞 张震。《电路与系统分析—使用 ＭＡＴＬＡＢ》．高 等教育出版社，２００４．７ ［６］ 林波涛 丘水生 ＰＷＭ 开关变换器的符号分析，电子学报， １９９６ 第 ９ 期 ［７］Ｂｏｔａｏ Ｌｉｎ Ｓｈｕｉ － Ｓｈｅｎｇ Ｑｉｕ Ａ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｑｕａｓｉ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ：Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｖｅｒａｇｉｎｇ
双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究
双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：双向全桥DC-DC变换器是一种常见的功率电子拓扑结构，广泛应用于电力系统中的直流电-直流电转换。
它能实现双向能量流传输，具有高效率、高稳定性和快速响应的特点。
但是在实际应用中，由于电力系统的复杂性和双向全桥DC-DC变换器自身的非线性特性，其建模和调制方法一直是一个研究热点和挑战。
一、双向全桥DC-DC变换器的基本原理与结构双向全桥DC-DC变换器是由两个全桥逆变器和一个LC滤波器组成的，其基本结构如下图所示。
通过控制全桥逆变器的开关器件，可以实现能量的双向传输。
当需要从直流侧向交流负载供电时，将控制信号输入到逆变器，逆变器将直流电压转换成交流电压，并通过滤波器输出给负载；当需要将交流负载中的能量反馈到直流侧时，同样可以通过逆变器将交流电压转换成直流电压，再通过滤波器输出给直流侧。
1. 传统建模方法双向全桥DC-DC变换器的建模方法可以分为传统方法和基于深度学习的方法。
传统方法主要是基于电路方程的数学模型，包括控制部分和电气部分两个子系统。
电气部分的建模可以采用平均值模型、时域模型或频域模型等不同方法。
这些模型通常是基于理想元件和理想环境下的假设条件，不能完全准确地描述实际工作状况。
2. 深度学习建模方法近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的建模方法逐渐受到关注。
深度学习可以通过大量数据的学习和训练，构建出更为复杂和精确的模型，能够更好地拟合实际工作状况。
对于双向全桥DC-DC变换器建模而言，深度学习方法可以更好地处理其非线性特性和复杂动态响应，提高建模的准确性和适用性。
传统的双向全桥DC-DC变换器调制方法主要包括PWM调制和谐波消除调制。
PWM调制是通过调节逆变器的开关器件的占空比，控制输出波形的幅值和频率；谐波消除调制则是通过消除输出波形中的谐波成分，提高输出波形的质量。
基于深度学习的调制方法可以进一步提高双向全桥DC-DC变换器的调制精度和性能。
DC-DC开关变换器建模与数字仿真分析研究的开题报告
DC-DC开关变换器建模与数字仿真分析研究的开题报告一、研究背景随着电子技术的不断发展，直接得到的电源电压已经很难满足现代数码电子设备的需求。
同时，采用电池供电的便携式设备也更加普及。
因此，直流电源转换器(DC-DC变换器)被广泛应用于各种电子设备。
DC-DC变换器可将电池供电电压转换为适合电子设备使用的恒定电压、电流或功率等。
开关型DC-DC变换器通过开关原理实现高效率、小尺寸、轻重量的电源适配器。
同时，稳压、降噪等功能也是众多DC-DC 变换器需求的重要因素。
因此，对DC-DC开关变换器进行建模仿真是进行性能优化的首要步骤。
二、研究目的本研究旨在对DC-DC开关变换器进行建模与数字仿真分析，以评估系统性能和稳定性。
具体目标如下：1. 建立DC-DC开关变换器的电路模型，并设计合适的控制算法；2. 通过数字仿真分析，评估DC-DC开关变换器的性能指标，包括电压稳定性、纹波、效率等；3. 探索DC-DC开关变换器的优化方法，提高其效率和稳定性。
三、研究内容1. DC-DC开关变换器电路模型的建立通过建立电路模型，可以对DC-DC开关变换器进行数学分析。
本研究将使用模块化建模的方法，将DC-DC开关变换器分为不同的模块，如输入滤波器、开关型切换器、输出滤波器等。
在每个模块中，采用相关的基本公式进行描述，并确定相应的系统参数。
2. 控制策略的设计控制策略对DC-DC开关变换器的稳定性和性能具有重要影响。
本研究将通过分析DC-DC开关变换器的工作原理，设计出恰当的控制策略。
具体来说，将研究开关频率控制、脉宽调制等控制方法，以确保输出电压的稳定性和纹波的最小化。
3. 数字仿真分析本研究将通过仿真软件进行数字仿真分析，模拟DC-DC开关变换器各种工作场景，包括小负载、大负载等。
首先，通过纯电阻负载、电容滤波负载等简单负载场景，验证模型的正确性。
然后，分析不同工作条件下DC-DC开关变换器效率、输出纹波、电压稳定性等重要性能指标。
一种新型升降压DC-DC变换器的建模与控制
ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ— ｌ ｏ ｏ ｐ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ． Ｆｉ ｎａ ｌ ｌ ｙ， ａ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ｉ ｓ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ａ ｎｄ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍｅ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅｓ ｕ ｈｓ ｃ ｏ ｉ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ．
DC-DC变换器滑模变结构控制的研究的开题报告
DC-DC变换器滑模变结构控制的研究的开题报告一、选题背景DC-DC变换器是电源系统中的重要组成部分，用于将直流电压变换为所需的电压或电流。
滑模变结构控制是一种应用广泛的高级控制技术，其具有系统响应快、稳定性好、鲁棒性强等优点。
因此，将滑模变结构控制应用于DC-DC变换器的控制中，能够显著提高其控制性能。
本研究旨在探究DC-DC变换器滑模变结构控制的设计和优化方法，进一步提高其控制性能。
二、研究内容与目标1. 系统分析：对DC-DC变换器系统进行建模和系统分析，探究其控制特性及相关问题。
2. 滑模变结构控制设计：使用滑模变结构控制方法，设计DC-DC变换器的控制器，并优化控制器参数，使其在系统控制方面获得更好的性能和鲁棒性。
3. 实验验证：使用MATLAB/Simulink对设计的DC-DC变换器滑模变结构控制器进行仿真，并进行实验验证。
通过仿真和实验验证，可以得到DC-DC变换器控制模型的性能指标，并对控制器的控制性能进行分析和评估。
三、拟采用的研究方法本研究将采用以下研究方法：1. 理论分析法：对DC-DC变换器系统进行建模，并分析其控制问题。
2. 滑模变结构控制设计法：使用滑模变结构控制设计方法，设计DC-DC变换器的控制器，并优化控制器参数。
3. 仿真与实验验证法：使用MATLAB/Simulink进行仿真，并结合实验验证，对所设计的控制器进行评估和分析。
四、预期研究成果本研究的预期成果如下：1. 系统建模：基于DC-DC变换器系统的特点，对其进行建模和分析，探究其控制特性及相关问题。
2. 滑模变结构控制器设计：基于滑模变结构控制理论，设计DC-DC变换器的控制器，并优化控制器参数。
3. 仿真与实验验证：使用MATLAB/Simulink对所设计的控制器进行仿真并结合实验验证，评估和分析控制器性能，并得到DC-DC变换器控制模型的性能指标。
五、研究意义DC-DC变换器作为电源系统中重要的组成部分之一，其控制性能对整个电源系统的性能至关重要。
DC-DC变换器的滑模控制研究
１．２滑模控制理论的基本原理与发展现状
滑模控制理论产生于二十世纪血十年代。由于滑模控制理论具有良好的鲁棒性，引 起了广泛的关注，并成为一种有效的综合设计方法。２０世纪５０年代，前苏联学者 Ｅｍｅｌｙａｎｏｖ提出了滑模控制基本思想后，Ｕｔｋｉｎ等人对其进行了进一步发展和完善。滑 模控制理论经过五十年的发展已经成为一个独立的研究方向。它适用于各种控制系统， 包括线性与非线性系统、连续与时变系统、确定与不确定系统、时滞系统等等。同时滑 模控制还与模糊控制、神经网络控制等智能控制相结合、交叉研究，产生不少新成果【８１。 滑模控制本质上是一种非线性控制，与其他的控制方法最大的区别是控制的不连 续的，从而在控制过程中表现为自身结构的变化，使系统按照指定的方式进入滑动模态， 并且渐近地滑动到平衡状态。滑模控制理论的最大优点就是它拥有比一般鲁棒性更优越 的不变性，即当系统的状态在滑模面上运动且满足一定条件时（干扰满足匹配条件）， 其运动轨迹不受自身参数变化和外界干扰的影响【９１。但滑模控制理论本身还有一个最突 出的缺点，就是在控制切换时发生抖振，这也是阻碍其工程应用的主要因素之一，所以
ａｒｅ
ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ ｄｙａｎａｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｔｈｅ ｄｙａｎａｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ，ｔｈｅ ｆａｓｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ
ｔｏ
ｔｏ
ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｈｅ
ｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙ．Ｗｈｅｎ
ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ
ｂｏｕｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｉｓ ｕｎｋｏｗｎｅｄ，ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ
DC―DC开关变换器的建模与非线性行为控制-2019年精选文档
DC―DC开关变换器的建模与非线性行为控制一、Buck-Boost变换器工作原理Buck-Boost变换器电路如图1（a）所示。
Buck-Boost变换器功率级工作原理：当功率开关管S导通时，二极管D受反向电压关断，电感电流>上升。
当上升达到参考电流I时，S断开，>通过D进行续流，此时D导通。
如果在下一个时钟脉冲到来时大于0，则电路工作于连续导电模式（CCM），电路波形图1（b）所示；如果在下一个时钟脉冲到来前已降到0，则电路工作于不连续导电模式（DCM），此时开关S和D都关断，电路波形图1（c）所示。
控制级工作原理：将电感电流的采样值与参考电流I输入比较放大器A（其放大系数为K），得到误差信号e=（I-），该误差信号与锯齿波信号相比较，控制输出信号调节占空比D，进而控制开关S的导通时。
二、Buck-Boost变换器非线性行为在进行Buck-Boost变换器非线性行为分析前，做如下假设：（1）负载上的电压V恒定不变，可看作是一个电压源。
在实际电路中只要滤波电容足够大，这一假设是成立的；（2）变换器中所有器件均为理想器件，忽略其寄生参数。
1、连续导电模式在t=t（n=0，1，2，…）时刻，S闭合。
此时系统的微分方程为：（1）在t=t+DT（n=0，1，2，…）（D为系统的占空比）时刻，S 断开，此时系统的微分方程为：（2）当电感电流达到参考电流值时，电路开关S由导通转换为关断。
电感电流在时刻的采样值与基准电流I输入比较器A，A的反馈倍数为K，系统的采样控制方程为：（3）en输入PWM控制器，与锯齿波相比较，形成的占空比规律如下：（4）采用A开关映射的数据采样方法，即在开关S闭合的时刻采样数据。
设在t=tn（n=0，1，2…）和t=tn+T （n=0，1，2…）时刻电感电流采样值分别为in，in+1，则系统的离散方程为：（5）将式（3）和式（4）代入式（5），得：（6）其中：式（6）即为系统CCM的离散迭代方程。
双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究-概述说明以及解释
双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述双向全桥DC-DC变换器是一种较为常见的电力电子转换器，广泛应用于电力系统、电动汽车、可再生能源等领域。
它具有高效能、高可靠性和灵活性等特点，可以实现双向能量传输和电压变换。
因此，对双向全桥DC-DC变换器的建模与调制方法进行研究具有重要意义。
概括地说，双向全桥DC-DC变换器由两个单相桥连接而成，其输入和输出可以分别是直流电压或交流电压。
通过控制开关器件的开关状态和占空比，可以实现能量的双向流动和电压的升降。
其基本结构包括四个功率开关器件、两个变压器和一组电容滤波器。
通过适当设计变压器和电容参数，可以实现不同电压转换比的变换功能。
为了更好地理解双向全桥DC-DC变换器的工作原理和性能特点，需要进行准确的建模和分析。
建模方法是研究的关键一步，可以基于功率平衡原理和电磁场方程建立数学模型，描述其动态特性和稳态行为。
同时，调制方法则是控制变换器工作状态的关键技术，可以利用不同的调制策略来实现对输出电压的精确控制。
本文旨在对双向全桥DC-DC变换器的建模与调制方法进行深入研究。
首先，我们将介绍双向全桥DC-DC变换器的基本原理和结构，包括其工作原理、拓扑结构和特点。
接着，我们将详细探讨双向全桥DC-DC变换器的建模方法，包括基于电压平衡方程和状态空间方程的建模方式。
同时，还将介绍常用的建模工具和仿真方法，以及模型参数的确定方法。
在建立准确的数学模型基础上，我们将重点研究双向全桥DC-DC变换器的调制方法。
我们将介绍常见的调制策略，如PWM调制、多谐波调制和频率调制等，并比较它们的优缺点。
同时，还将探讨调制参数的选择和调制器件的设计原则，以及调制方法与输出性能指标之间的关系。
在研究的结论部分，我们将总结本文的研究结果，归纳出双向全桥DC-DC变换器建模与调制方法的主要贡献和应用价值。
同时，我们也将讨论研究的局限性和未来的研究方向，以期进一步完善和拓展相关领域的研究。
升压型DC—DC直流变换器的仿真研究
（
在 仿 真设 置 完成 后 ， 行 仿 真 ， 到输 出 电 压 （ ｃ１ ）、 效 应 管 进 得 ｖ（ ： ）场 ２ Ｖ（ｓ ） ＋ Ｉ ）波 （ 当晶 体 管 导 通 时 ， 源 向 电感 储 能 ， 电 电感 电 流 增 加 ． 应 电动 势 为 控 制信 号 （ ｖ ：）和 流 过 电 感 电 流 （Ｌ１） 形 如 图 ２所 示 。其 中 ， 感 ０ ５ Ｓ 开 关 断 ， 流 电 源 通 过 电感 Ｌ 、 极 管 Ｖ 向 负 载 供 电 ， ～ｕ ： 直 １二 电 左 正 右 负 ， 载 由 电 容 Ｃ供 电 。 ｖ． 止 时 ， 负 当 截 电感 电 流减 少 ， 应 电动 感 路 处 于稳 态 。 电压 为 １．４ Ｖ， ４０ ８ 流过 电感 的 电 流是 ９ ．８ ｍＡ。 ３６ ２ 势 为 左 负 右 正 ． 感 中能 量 释放 ， 输 入 电压 顺 极 性 一 起 经 二 极 管 向 电 与 负 载 供 电 ， 同 时 向 电容 充 电 ， 样 把 直 流 低 压 变换 成 直 流 高 压 ， 输 并 这 其 出 电压 平 均 值将 超 过 电 源 电压 Ｕ 。 ｄ ５ ｌ ｕ ： 关 在 ５ ６ Ｓ闭 合 并 保 持 闭 合 到 １ｕ 。由 于 电路 开关 状 ～６ Ｓ开 －ｕ ６Ｓ 态发生突变 ． 电流 进 入 暂 态 ， 电感 两 端 产 生 压 降 ， 电感 电 流 开 始 增 长 ， 并储 能， 极 管 Ｖ 断， 二 电容 向 负载 放 电 。
Ａｂｓｒ ｃ ：ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ａ ｍａ ｈ ｍａ ｉ ｄ ｌｏ Ｂｏ ｓ ｔ ａ ｔＩ ｈ ｓＰａ ｅ ， ｔ ｅ ｔｃ ｍｏ ｅ ｆ ｏ ｔＤＣ／ ｓｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ ． ｌｅ ｏ Ｓ ｉ ｅ ｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｏ ｈ ＤＣ ｗａ ｓａ ｌｓ ｅ Ｂｙ ｉ ｆＰ ｐ ｅ ｏ ｔ ｅ ｈ ｉ ｌ ｔｏ ｔ ｅ ＤＣ／ ｏ ｖ ｒｅ ｓ ｗａ ｆ ＤＣ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ
基于UC3843的升压型DC-DC设计
电子技术课程设计报告设计课题：基于UC3843的升压型DC-DC设计专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：目录一设计任务与要求 (3)二集成稳压电源和开关电源的区别 (3)2.1 集成稳压器的组成 (3)2.2 开关电源的组成 (5)三开关电源的分类 (5)四常见开关电源的介绍 (6)4.1基本电路 (6)4.2 单端反激式开关电源 (7)4.3单端正激式开关电源 (8)4.4自激式开关稳压电源 (9)4.5 推挽式开关电源 (9)4.6 降压式开关电源 (10)4.7 升压式开关电源 (11)4.8 反转式开关电源 (11)五升压开关电源设计并计算参数 (11)5.1 Boost变换器 (12)5.2 uc3843的介绍 (13)5.3 电路参数设计 (14)六原理图和PCB图清单 (15)6.1原理图 (15)6.2元件清单 (16)6.3pcb图 (16)七性能测试结果分析 (18)八.结论与心得 (19)九.参考文献 (19)基于UC3843的升压型DC-DC设计一、设计任务与要求1．掌握PCB制板技术、焊接技术、电路检测以及集成电路的使用方法。
2．掌握UC3843的非隔离开关电源的设计、组装与调试方法。
3．研究开关电源的实现方法，并按照设计指标要求进行电路的设计与仿真。
具体要求如下：①分析、掌握该课题总体方案，广泛阅读相关技术资料，并提出自己的见解。
②掌握开关电源的工作原理。
③设计硬件系统并进行仿真，掌握系统调试方法，使系统达到设计要求。
主要技术指标设计要求：直流输入电压：9~12V；输出电压：30V；输出电流：0.8A；效率：≥66%。
二，集成稳压电源和开关电源的区别（1）、集成稳压器的组成图1 集成稳压器的组成电路内部包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。
1调整管在W7800系列三端集成稳压电路中，调整管为由两个三极管组成的复合管。
这种结构要求放大电路用较小的电流即可驱动调整管发射极回路中较大的输出电流，而且提高了调整管的输入电阻。
DCDC开关变换器的建模分析与研究
DCDC开关变换器的建模分析与研究DC-DC开关变换器是一种将直流电能转换为可变电压或可变电流的电力转换设备。
它通过开关管的开关操作，将输入直流电源通过开关操作从电源中提取电能，经过滤波和调节后，输出所需的电压或电流。
DC-DC开关变换器的建模分析与研究主要包括以下几个方面：1.基本电路模型：DC-DC开关变换器一般由开关管、电感、电容和二极管等基本元件组成。
建立这些元件之间的电路连接关系，可以得到DC-DC开关变换器的基本电路模型。
2.状态空间分析：通过建立DC-DC开关变换器的状态空间方程，可以对系统的状态进行描述和分析。
状态空间分析可以帮助研究者深入了解系统的动态特性，比如系统的阻尼、振荡频率等。
状态空间分析还可以进行系统控制设计和参数优化等工作。
3.均衡分析：DC-DC开关变换器在不同工作状态下，系统的电压和电流会有不同的变化特性。
通过对系统的均衡分析，可以确定系统在不同工作状态下的电压、电流等数据。
这对于系统的稳定性分析、能量传输效率的研究以及开发可靠的控制方法等方面都有重要意义。
4.动态响应分析：DC-DC开关变换器在不同负载和输入条件下，系统的动态响应特性会有所不同。
通过对系统的动态响应进行分析，可以了解系统对负载变化和输入电压波动等的适应能力，为系统的控制方法设计提供依据。
5.控制策略研究：DC-DC开关变换器的控制策略研究是建模分析的重要内容。
不同的控制策略可以对系统的性能产生不同的影响。
常用的控制策略包括比例积分控制（PI控制）、模糊控制、模型预测控制（MPC）等。
通过对不同控制策略的比较和分析，可以选择适合特定应用场景的最佳控制策略。
总之，DC-DC开关变换器的建模分析与研究对于深入理解系统的电气特性、设计高效可靠的控制方法以及提高系统的性能都具有重要意义。
在建模分析与研究的过程中，需要考虑系统的基本电路结构、状态空间方程、均衡分析、动态响应特性和控制策略等多个方面的内容，通过综合分析和比较，可以得到对系统性能和工作特性有较好理解的研究成果。
电感型升压DCDC转换器的工作过程和工作原理详细说明
电感型升压DCDC转换器的工作过程和工作原理详细说明很多电子工程师都会接触到各种各样的电路，根据不同的要求来设计不同的电路，那么很多时候也会接触到DC-DC电路，那么你知道怎么设计吗？那就让我带领大家来学习一下吧。
DC-DC转换器分为三类：Boost升压型DC-DC转换器、BUCK降压型DC-DC转换器以及Boost-BUCK升降压型DC-DC转换器三种，如果电路低压采用DC-DC转换电路，应该是Boost升压型DC-DC转换电路，并且输入电压、输出电压都是直流电压，而且输入电压比输出电压低，基本拓扑结构如图对于刚刚开始接触和学习电路设计的新人来说，扎实的了解和掌握DC-DC变换器的运行情况，是非常有必要的。
在平时的工作中，升压式DC-DC变换器作为一种比较常见的能量转换器，常常被应用在电力、光伏变电等系统中。
本文将会就该种DC-DC变换器的电路运行原理，进行简要的分析和介绍，希望能够对各位设计人员的工作有所帮助。
工作原理分为两个步骤：步骤一：开关管闭合（MOS管导通，相当于一根导线），这时输入的直流电压流过电感L。
二极管D1作用是防止电容C对地放电，同时起到续流作用。
由于输入的电压是直流电，因此电感上的电流以一定的比率线性的增加，这个比率跟电感因素有关，随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
这里我们以基础的升压式DC-DC变换器作为对象进行分析，以便于大家理解。
在正常工作的前提下，该种转换器的工作电路主要由升压电路及电压调节电路两大部分组成，下面我们将会分别为设计研发人员进行这两大部分电路的工作运行情况介绍。
步骤二：，当开关管断开时候，由于电感的电流不能突变，也就是说流经电感L的电流不会马上变为零，而是缓慢的由充电完毕时的值变为零，这需要一个过程，而原来的电路回路已经断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容C2充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了，升压过程中，电容要足够大，这样在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流，这两个步骤不断重复，在输出两端就得到高于输入电压的电压。
一种高升压比交错并联的DCDC变换器
第39卷第6期2920年1/月黑龙江科技大学学报Jonuial of Heimneiang University of ScNnce&TohnomyyVol.30No.6Nee.2920一种高升压比交错并联的DC/DC变换器焦文良，石方园（黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨20929）摘要：为了在储能系统、新能源发电系统中获得较高的电压输出，提出了一款具有高升压比能力的交错并联BOOST拓扑结构。
通过在电路中引入一个带电压特性的电容器，改变传统交错并联拓扑二极管的位置，提高电压增益。
结果表明，电压增益是传统结构的两倍，功率开关管、二极管的电压应力是BOOST拓扑的二分之一。
该电路拓扑在需要较高升压场合下具有较高应用前景。
关键词：交错并联；BOOST电路；高电压增益；电压应力doi：10.3699/j.Tso.7295-7262.2029.67.613中图分类号:TM46文章编号:2095-7262（2029）07-0631-07文献标志码：AHigh boost ratio staggered parallel DC/DC converterJiao Wenliang,Shi Fangyuag(SchoU of Electrical&Cootrci Envioeering,HeiNneiang University of Science&Techyomoy,HarUio14922,China)Abstract：This Odpoe aims to achieve highor voltayo out/rt in ooay storage system oe new ooay power yeneration system and pmposvs a staggereO parallel BOOST Wpomay with high UN ratio cagaVi/to, in which a02x0//with veltago characteustics is intmduceO into the circoit,maVing to a change in the position of the traVitional interleaving topomay dmho anC a couseprent improvement in the voltayo gain. The results show that the pmpcuO stuicture has tuice voltayo gain of existing stuicture anC voltage stress of power switches anC diohos is hdlf of that of BOOST Wpomay.The circnif anomay promises a wider ag-pUcation where high boost is fepuireO.Key words:interleaving；BOOST circnit;high voltage gain;voltage stress9引言在能源、环保等问题不断受到关注之时，能量回收新能源的开发利用均受到人们的关注,无论储能用的蓄电池、超级电容、还是光伏电池，这些电池的输出等级都在50V以下，然而储能系统或者新能源发电系统的高压侧电压等级都在几百伏以上，如何实现高增益升压是储能系统以及新能源发电系统亟需解决的问题［/-9］°文献1］提出无论是移动储能还是静态储能,只要系统功率大于1kW,即可视为大容量储能。
基于混杂切换系统理论建模的DC-DC变换器控制研究
基于混杂切换系统理论建模的DC-DC变换器控制研究基于混杂切换系统理论建模的DC-DC变换器控制研究摘要：DC-DC变换器在现代电力系统中起着重要的作用，但由于其非线性和复杂性，对其控制一直是一个研究的热点。
本文以混杂切换系统理论为基础，对DC-DC变换器进行建模和控制研究，并提出一种新的控制策略。
1. 引言DC-DC变换器是一种将一个直流电压转换为另一个直流电压的电力转换器。
它广泛用于电力系统中，可以有效地改变电压、电流和功率的大小。
由于其高效率、高可靠性和稳定性等特点，DC-DC变换器在现代电力系统中得到了广泛的应用。
2. DC-DC变换器建模在对DC-DC变换器进行控制研究之前，需要对其进行准确的建模。
根据混杂切换系统理论，可以将DC-DC变换器近似为一个由开关控制的非线性系统。
其数学模型可以表示为：$$\begin{aligned}\frac{di}{dt} &= \frac{1}{L}(v_L-v_{C1}) -\frac{1}{R}i \\\frac{dv_{C1}}{dt} &= \frac{i}{C1} - \frac{i_{out}}{C1} \\\frac{di_{out}}{dt} &= \frac{v_{C1} - v_{C2}}{L2} -\frac{v_{out}}{L2R2}\end{aligned}$$其中，i是电感上的电流，vL是电感的电压，vC1和vC2是电容的电压，iout是输出电流，vout是输出电压，L、L2、R和R2是电感和电阻的参数，C1是输入电容的参数。
3. DC-DC变换器控制策略仿真在使用混杂切换系统理论建模完DC-DC变换器之后，可以根据需要选择合适的控制策略。
本文提出一种基于模糊PID控制器的控制策略，并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。
首先，根据混杂切换系统理论，设计模糊PID控制器。
模糊控制器通过对输入输出变量之间的关系进行模糊化和解模糊化处理，通过模糊规则和模糊推理来实现控制目标。
DC-DC变换器的混杂系统建模与控制的开题报告
DC-DC变换器的混杂系统建模与控制的开题报告一、选题的背景及意义DC-DC变换器作为能量转换的关键电路元件，广泛应用于各种领域，如电子系统、通信设备、电力系统等。
DC-DC变换器的混杂系统建模与控制是研究DC-DC变换器动态响应、抗干扰能力及带宽等性能的重要课题。
此外，由于混杂系统模型具有复杂的非线性特性，对于混杂系统的建模和控制也具有重要的理论研究意义。
二、研究内容及目标本课题拟研究DC-DC变换器的混杂系统建模与控制，主要包括以下研究内容：1. DC-DC变换器的混杂系统建模方法：采用系统辨识或者建立基于物理量的混杂系统模型，分析DC-DC变换器的动态响应，并对其性能进行评估。
2. DC-DC变换器混杂系统建模的非线性特性研究：研究非线性混杂系统模型的特性，构造非线性混杂系统的鲁棒控制算法。
3. DC-DC变换器的混杂系统控制策略:针对不同类型的DC-DC变换器，设计不同的混杂系统控制策略，如电容、电感、发光二极管等，以满足不同的性能需求。
4. 模拟仿真与实验验证：通过MATLAB/Simulink等工具，构建混杂系统模型，验证控制算法的有效性，并进行实验验证，以证明所提算法的实用性。
三、预期成果1. 研究DC-DC变换器的混杂系统建模方法，并构建相应的系统模型。
2. 研究非线性特性的混杂系统模型，并设计相应的鲁棒控制算法。
3. 针对不同类型的DC-DC变换器，设计相应的混杂系统控制策略。
4. 构建混杂系统模型，通过MATLAB/Simulink等工具进行模拟仿真与实验验证，证明算法的有效性。
四、拟解决的关键问题1. 建立混杂系统模型的方法与技术。
2. 研究混杂系统模型的非线性特性及鲁棒性问题，构造鲁棒控制算法。
3. 针对不同类型的DC-DC变换器，进行混杂系统控制策略的设计。
4. 结合MATLAB/Simulink等工具进行模拟仿真与实验验证，证明算法的有效性。
五、拟采用的研究方法及技术路线1. 文献综述法，调研国内外在DC-DC变换器混杂系统建模与控制方面的研究现状；2. 建立基于物理量的混杂系统模型，并进行系统辨识；3. 研究非线性特性的混杂系统模型，并设计相应的鲁棒控制算法；4. 针对不同类型的DC-DC变换器，进行混杂系统控制策略的设计；5. 结合MATLAB/Simulink等工具进行模拟仿真与实验验证，证明算法的有效性。
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电路 理 论 方 法 给 出 了 理想 变 换 器 和 考 虑 输 出 电容 寄生 电阻 的 混 杂 控 制 边界 的综 合 方 法 和 计 算 公式 。数 值 结 果 和
第３ ２卷 第 ４期 ２０１０年 ８月
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动 机模 型 的边 界 选 择 问题 。与 传 统 的状 态 空 间平 均法 和 电路 平 均 法 相 比 ， 模 型 中 没 有任 何 假 设 和 线 性 近 似 ， 该 建
模 精 度 高 ， 以对 电力 电子 电路 进 行 更 好 的分 析 与 控 制 。根 据 开关 变 换 器 电感 最 小 电 流 与输 出 电流 的 比较 ， 电 可 将
分 析 表 明 了混 杂 建模 和控 制 策 略 的 有 效 性 。 关键 词 ： 杂 控 制 ； 模 ；升 压 型 开关 变 换 器 ； 杂 自动 机 ； 全 电感 供 能模 式 ； 完 全 电感 供 能 模 式 混 建 混 完 不
中 图分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６ 文章标志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ Ｊｉ ｎ １ ０ － ３ ０ ２ １ ． ４ ０ ０ ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ． ０ １８ ６ ． ０ ０ ０ ． １ ｓ
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升 压 型 Ｄ — Ｃ开 关变 换 器 的混 杂建 模 与控 制 研 究 ＣＤ
马红 波 ， 冯 全 源 ， 郭 进
（ 西南 交 通 大 学 信 息科 学 与技 术 学 院 ，四川 成 都 ６０３） １０ １
摘
要 ： 于混 杂 系 统 理 论 ， 立 了升 压 型 开关 变换 器 的混 杂 自动 机 模 型 ， 得 开关 变换 器 的控 制 简 化 为 混 杂 自 基 建 使
ｗｉｈ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｕ ｕ ｒ ｎ ，ｔ ｅ ＣＣＭ （ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｄ ｖ ｄ ｄ ｉ ｔ ＷＯ ｔ ｐ ｓ ． ． ｈ ｔ ｈ ｖ ｒ ｇ ｕ ｐ ｔ ｃ ｒ ｅ ｔ ｈ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｏ ｄ ｃ ｉ ｎ ｍ ｄ ）ｉ ｉ ｉ ｅ ｎ ｏ ｔ ｙ ｅ ，ｉ ｅ ，ｔ ｅ Ｃｏ ｐ ｅ ｅ Ｉ ｄ ｃ ｏ ｕ ｐ ｙ Ｍ ｏ ｅ （ Ｓ ） ａ ｄ ｔ ｅ Ｉ ｃ ｍ ｐ ｅ ｅ Ｉ ｄ ｃ ｏ ｕ ｐ ｙ Ｍ ｏ ｅ （ Ｉ Ｍ ） Ａ ｅ ｈ ｂ ｉ ｍ ｌｔ ｎ ｕ ｔ ｒ Ｓ ｐ ｌ ｄ ＣＩ Ｍ ｎ ｈ ｎ ｏ ｌｔ ｎ ｕ ｔ ｒ Ｓ ｐ ｌ ｄ ＩＳ ． ｎ ｗ ｙ ｒｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｈ ｍ ｅ ｉ ｐ ｔｆ ｒ ｒ ｏ ｒ ｇ ｌ ｔ ｈ ｕ ｐ ｔｖ ｌａ ｅｏ ｈ ｏ ｓ ｏ ｖ ｒ ｅ ．Ｂｏ ｎ ａ ｙ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ，ｇ ｖ ｏ ｔｏ ｃ ｅ ｓ ｕ ｏ ｗａ ｄ ｔ ｅ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ｏ ｔ ｇ ｆ ｅ ｂ ｏ ｔｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｔ ｕ ｄ ｒ ｏ ｄｔ ｓ ｏ — ｏ