直直降压变换器控制策略的研究.docx

摘要:开关电源的电路拓扑有很多，其中最为基础的变换器拓扑就是Buck变换器。研究Buck变换器比较简单，具有一定的普遍性，实用性也比较强。

本文重点研究的是直直降压变换器的两种新型的控制方式，分别是V2和V2C控制策略，这两种控制方式中V2控制策略的优势在于其采用了双环反馈，内环电压反馈存在了滤波电容的纹波信息，从而解决了在传统的电压控制策略的负载电压的响应速度慢的劣势，虽然是双环控制，但单单只有电压反馈而无法解决变换器短路保护，所以V2控制策略无法提高输入电压的响应速度，但由于电流控制可以解决对输入电压的响应但对负载的响应速度却不行，所以考虑到在电流控制的基础上加入内环电压反馈，或者说对V2控制策略进行改进，加入了电感电流信号，从而解决了V2控制策略无法实现短路保护的劣势。

本课题以Buck变换器为主要研究对象，在引入控制环之前先对Buck电路进行建模和稳态传递函数的分析。然后分别对功率电路加入V2和V2C反馈控制环，对加入控制环之后的Buck变换器的稳态波形，输入—输出，控制—输出的研究，最后对V2和V2C进行仿真分析，和实物连接。

关键词：Buck变换器，V2C控制环路，V2控制环路，Saber仿真

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 课题的来源-1

1.2 课题研究的目的和意义-2

1.3 本课题的发展现状和研究-2

1.4 论文研究的主要内容-5

第二章 Buck变换器主电路设计-6

2.1概述-6

2.2 Buck主电路结构-6

2.3 主电路的参数设计-7

2.3.1 设计的要求-7

2.3.2 主电路参数的计算-7

2.4 开环电路的验证-8

2.5 本章小结-8

第三章 V2控制环路设计-9

3.1 V2控制原理-9

3.2电流连续模式V2控制Buck变换器的模型和传递函数-10

3.2.1  V2控制Buck变换器的控制环路小信号模型建立-10

3.2.2  V2控制Buck变换器稳态传递函数的建立-14

3.3 V2控制的仿真-17

3.3.1 V2控制的仿真电路-17

3.3.2 V2仿真结果-17

3.3.3 V2仿真分析-18

3.4 本章小结-18

第4章 V2C控制环路设计-19

4.1 V2C控制原理-19

4.2 电流连续模式V2C控制Buck变换器的模型和传递函数-20

4.2.1 V2C控制Buck变换器的控制环路小信号模型的建立-20

4.2.2 V2C控制Buck变换器稳态传递函数的建立-22

4.3 V2C控制的仿真-23

4.3.1 V2C控制的仿真电路-23

4.3.2 V2C仿真结果-24

4.3.3  V2C仿真分析-24

4.4  V2C和V2仿真对比分析-25

4.5 本章小结-25

第五章 硬件电路的设计-27

5.1 主电路的设计-27

5.1.1元器件的选型-27

5.1.2 主电路的实物设计-28

5.2 控制电路的设计-29

5.3 本章小结-30

第六章 总结与展望-31

6.1 总结-31

6.2 展望-31

参考文献-32

致    谢-34