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《開關電源建模 狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開
2、關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21開關電源建模狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用嘭董與調(diào)２００８年第２７卷第１８期?電力電子?21狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用文亞鳳（華北電力大學電氣與電子工程學院摘要１０２２０６）開關電源系統(tǒng)作為一非線性時變動態(tài)系統(tǒng)，建立數(shù)學模型指導其分析設計一
3、直是一個難題。結(jié)合實際課題的具體要求，采用狀態(tài)空間平均法和小信號模型建立了電鍍槽非線性負載降壓斬波電路的數(shù)學模型，給出了建模的詳細過程和滿足條件。基于電鍍工藝需要，電源具有恒流調(diào)節(jié)的能力。應用此數(shù)學模型分析了ＰＷＭ恒流源閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進行了系統(tǒng)校正，給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。關鍵詞狀態(tài)空間平均法降壓斬波電路建模電鍍恒流源１引言開關電源具有效率高、體積小及重量輕等顯著』茁＝Ａ：菇＋Ｂ：“ＩＹ＝Ｃ２菇表示輸出向量。將式（１）和式（２）平均，得（２）式中，向量并表示狀態(tài)變量；ｎ表示獨立電源；Ｙ特點，近幾年來獲得了迅速的發(fā)展。開關電源電路由
4、于開關器件工作在兩種狀態(tài)，整個電源系統(tǒng)為一非線性時變系統(tǒng)，因而一般的線性系統(tǒng)理論不能直接應用。隨著電力電子技術及現(xiàn)代工業(yè)、尤其是航空航天事業(yè)的發(fā)展，對電源系統(tǒng)的要求越來越高。依賴傳統(tǒng)的方法，單靠反復地調(diào)整控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)來迎合動態(tài)特性的要求已經(jīng)遠遠不夠。這就促使人們深人地理解開關電源系統(tǒng)的內(nèi)部電磁過程，尋求其數(shù)學描述，以期用嚴格的理論來指導設計‘１１。狀態(tài)空間平均值法是對系統(tǒng)進行線性化和小信號近似處理，得到電源系統(tǒng)的小信號狀態(tài)方程，并利用這一組方程給出系統(tǒng)的小信號等效電路，結(jié)合控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，便可用頻域法或時域法來分析開關電源
5、電路。該方法的前提是系統(tǒng)的響應頻率遠遠低于系統(tǒng)的開關頻率，因而對系統(tǒng)的高頻特性描述不太精確。但是這種方法比較簡單、直觀，參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響也比較明了舊－。ｒ！執(zhí)“＿：¨啪ｌ＋∥眈ｈ（３）【Ｙ＝［ｄｃｌ＋ｄ’ｃ２］菇‘。式中，ｄ＝ｔｏｎ／Ｔ；ｄ’＝ｔｏｆｆ／Ｔ＝１一ｄ。女Ⅱ果定義：Ａ＝ｄＡｌ＋ｄ’Ａ２，Ｂ＝ｄＢｌ＋ｄ７８２，Ｃ＝ｄＣｌ＋ｄ’21Ｃ２，則有疰竺柚“（４）能很好地反映系統(tǒng)的實際情況。㈩上式即為開關電路的狀態(tài)平均方程?？梢?，這是一個線性方程，可用普通方程處理。而且已證明，當系統(tǒng)的響應頻率低于開關頻率的一半時，式式（４）中的Ａ
6、、曰、Ｃ一般與開關導通占空比ｄ有關。ｄ隨時間變化時，Ａ、Ｂ、Ｃ也隨時間發(fā)生變化。所以式（４）仍為一時變系統(tǒng)，為了分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引入低頻小信號擾動的概念。設ｄ＝Ｄ＋ａ，ｄ’＝Ｄ＋ａ’，ｎ＝Ｕ＋五，此時狀態(tài)變量也為一含有低頻擾動分量的量，即茹＝Ｘ＋未，２開關電路方程描述Ｈ１狀態(tài)空間平均值法是針對開關電路中由于開關器件的工作狀態(tài)不同而呈現(xiàn)出的不同電路狀態(tài)，分別列寫狀態(tài)方程。即導通期間（ｔ∈ｔ。。）為Ｙ＝Ｙ＋多。代人式（４），得量＝五ｃｌ（ｘ＋茗）＝觚＋曰ｕ＋［（Ａｌ—Ａ２）未＋（Ｂｌ一曰：）五］ａ＋Ａ茹＋曰五＋［（Ａｌ—Ａ２）ｘ＋（曰。
7、一Ｂ：）Ｕ］ａ｛互ｙ２＝ＡＣｌｌ菇ｘ＋Ｂｌｕ關斷期間（ｔＥｃ?，21ｙ＋多＝ｃｘ＋ｃ杰＋（ｃ，一ｃ２）丑臺＋（ｃｌ—ｃ２）未ａ（５）ｔｏｆｆ）為萬方數(shù)據(jù)狀態(tài)空間平均法在開關電源動態(tài)建模中的應用實驗證明，當滿足干擾是小信號的條件時，即五／ｕ＜＜１，ｉｉ／Ｄ＜＜１，互腸＜＜１，方程中的非線性部分可忽略。將式（５）提取動態(tài)部分，可得到動態(tài)方程為Ｐ譬＋譬‘等Ａ２Ｉ多＝蔬＋（ｃ。一ｃ：）笳Ｍ“反川：ⅢＭ（６）、７式（６）即為低頻小信號擾動下的動態(tài)方程，式（４）及式（６）是以下對電源系統(tǒng)進行分析的基礎。３電鍍槽負載降壓斬波電路建模３．１電鍍槽負載
8、特性Ｈ’在理想化的條件下，如忽略溶液電阻、濃差極化等，電鍍槽的等效電路如圖１所示。ｉ。為流入鍍槽的電流，“。為電極電位?？梢姡婂儾鄣奶匦郧€是非線性的。圖１電鍍槽等效電路在生產(chǎn)過程中，電鍍工藝需要電源具有恒流調(diào)節(jié)的能力
