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移相全橋DC/DC變換器動(dòng)態(tài)建模研究

圖6系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)框圖

圖8負(fù)載變化時(shí)的輸出電壓波形

圖7輸出電壓波形

K為反饋放大系數(shù)。

根據(jù)圖6，寫(xiě)出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)：（18）式中：為輸出電壓的拉氏變換；

Vref為輸入給定的拉氏變換。

PI環(huán)的形式為：M′(s)=Kp＋（19）

式中：Kp為比例系數(shù)；

KI為積分系數(shù)。 根據(jù)勞斯判據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)的超調(diào)要求，穩(wěn)定裕度和調(diào)節(jié)時(shí)間，選取：

Kp=5；KI=6；K=1

5仿真波形分析

PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)同上。首先考慮負(fù)載恒定，取Vref=28.5V，R=0.1Ω，得到輸出電壓的仿真波形如圖7所示。由圖7可見(jiàn)，系統(tǒng)在該負(fù)載的條件下，上升時(shí)間不足5s，且無(wú)超調(diào)，具有極好的穩(wěn)定性。

對(duì)于負(fù)載變化的情況，采用MATLAB仿真，得到本模型在負(fù)載變化時(shí)的輸出波形，如圖8所示。系統(tǒng)帶阻性負(fù)載，圖8表示的負(fù)載變化情況為：在t=0時(shí)，負(fù)載電流為237A,功率為6.77kW；在t=20s時(shí)，負(fù)載突變至285A，功率為8.1225kW。

從仿真的結(jié)果看，在負(fù)載突增或突減的情況下，基于狀態(tài)空間平均法的小信號(hào)模型的響應(yīng)在3～4s內(nèi)可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，速度快，且無(wú)超調(diào)。仿真證明本模型具有良好的穩(wěn)定性，在大功率大電流的情況下，能夠廣泛應(yīng)用。

6結(jié)語(yǔ)

本文利用狀態(tài)平均方程的小信號(hào)建模方法分析了移相全橋ZVSPWMDC/DC變換主電路的模型，著重分析了利用平均狀態(tài)方程小信號(hào)建模方法的建模過(guò)程，并得出了移相全橋ZVSPWMDC/DC變換主電路的小信號(hào)數(shù)學(xué)模型。相對(duì)于其它常用的小信號(hào)等效電路法，本方法的結(jié)果可以直接計(jì)算得到，省略了對(duì)原電路的小信號(hào)處理。相對(duì)于不定負(fù)載DC/DC建模，本方法的數(shù)學(xué)表達(dá)式雖然精度低一些，但相對(duì)簡(jiǎn)單得多，因而在一般情況下更具實(shí)用價(jià)值。本方法方程列寫(xiě)方便，數(shù)學(xué)處理簡(jiǎn)單且直接從數(shù)學(xué)分析入手，所用推導(dǎo)都建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上，易于掌握。通過(guò)理論研究和仿真，分析了模型的部分性能，證明本方法和結(jié)論可以廣泛應(yīng)用。