鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年02月12日
Buck-Boost變換器狀態(tài)空間平均模型建模
將buck與boost兩種形式的變換器結合起來,產生一種新的變換器,叫做buck一boost變換器,也叫升降壓式變換器。
這種形式的變換器輸出電壓同輸入電壓是反相的。在buck型和boost型變換器中,存在一個能量直接從電源流向負載的時間,而在buck-boost變換器中,能量先存儲在電感中,然后再流向負載,這是它們的主要區(qū)別。
Buck-Boost變換器工作原理
升降壓斬波電路原理
該電路的基本工作原理:當可控開關V處于通態(tài)時,電源E經V向電感L供電使其儲存能量,此時電流為i1。同時,電容C維持輸出電壓基本恒定并向負載供電。此后,使V關斷,電感L儲存的能量向負載釋放,電流為i2。當V處于通態(tài)期間,uL=E;而當V處于斷態(tài)期間,uL=uo。于是,Eton=U0toff,所以輸出電壓為
由EI1=U0I2得出輸出電流為
Buck-Boost變換器狀態(tài)空間平均法的原理
狀態(tài)空間平均法是平均法的一階近似,其實質為:根據線性RLC元件、獨立電源和周期性開關組成的原始網絡,以電容電壓、電感電流為狀態(tài)變量,按照功率開關器件的ON和OFF兩種狀態(tài),利用時間平均技術,得到一個周期內平均狀態(tài)變量,將一個非線性電路轉變?yōu)橐粋€等效的線性電路,建立狀態(tài)空間平均模型。
對于不考慮寄生參數(shù)的理想pWM變換器,在連續(xù)工作模式(CCM)下一個開關周期有兩個開關狀態(tài)相對應的狀態(tài)方程為:
式中d為功率開關管導通占空比,d=ton/T,ton為導通時間,T為開關周期;x=[iLuC],x是狀態(tài)變量,x是狀態(tài)變量的導數(shù),iL是電感電流,uc是電容電壓,E是開關變換器的輸入電壓;A1,A2,B1,B2是系數(shù)矩陣,與電路的結構參數(shù)有關。
對上式進行平均得到狀態(tài)平均方程為x=Ax+Bvi,A=dA1+(1-d)A2,B=dBq+(1-d)B2,這就是著名的狀態(tài)空間平均法??纱耸娇梢姡瑫r變電路變成了非時變電路,若d為常數(shù),則這個方程描述的系統(tǒng)是線性系統(tǒng),所以狀態(tài)空間平均法的貢獻是把一個開關電路用一個線性電路來替代。
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