【導(dǎo)讀】本文主要研究了交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激變換器及其控制電路。式DC/DC變換器，交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的雙管正激變換器有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁能量的回饋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，其主功率管只需承受電源電壓，從而選擇面更廣。在控制電路的設(shè)計(jì)方面，考慮到電源輸出電壓范圍的可控性，本文采用電。壓反饋控制方式，選用UC3825型脈寬調(diào)制器。本文列舉了DC/DC變換的各種。信號(hào)模型，設(shè)計(jì)了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，給出了主電路和控制電路的工程計(jì)算。統(tǒng)進(jìn)行頻域、時(shí)域仿真，并給出相關(guān)分析。

　　

【正文】 v ti t C i tdt R? ? ? ????? ? ? ??? (31) 輸入電流 ig(t)即為電感電流 i(t)，輸出電壓 v(t)即為電 容 電壓，則有 ( ) ( )( ) ( )gi t i tv t v t??? ?? (32) 將 (31)與 (32)寫成狀態(tài)方程與輸出方程的形式為 ? ?1 10()() ()11 ()() 0 gitit L vtnLvtvtC R C??? ?????? ?? ?????? ?????? ???? ? ???? (33) ? ?() 1 0 ( ) 0 ()0 1 ( ) 0()g git it vtvtvt?? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? (34) 由式 (33)和 (34)得出 A B C1 和 E1 分別為： 1 1 1 11 101 0 0, , ,11 0 1 00LA B C EnLC R C??? ????? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ? ?? ???? (35) 工作狀態(tài) 2 此時(shí)變壓器副邊電路整流二極管截止，續(xù)流二極管導(dǎo)通，等效電路圖如圖(b)所示，電感電壓 vL(t)與電容電流 ic(t)分別為： ()( ) ( )( ) ( )( ) ( )Lcd i tv t L v tdtd u t v ti t C i td t R? ? ? ????? ? ? ??? (36) 由于該狀態(tài)時(shí)，變壓器副邊電路正在續(xù)流，因此輸入電流為零，則 () 0git? (37) 輸出電壓 v(t)仍為電容電壓 v (t)本身。 將 (36)和 (37)式整理為狀態(tài)方程和輸出方程的形式，得 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 ? ?10( ) 0() ()11 ( ) 0() gitit L vtvtvtC R C??????? ? ? ? ????? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ??? (38) ? ?() 0 0 ( ) 0 ()0 1 ( ) 0()g git it vtvtvt?? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? (39) 由式 (38)和 (39)得出 A B C2 和 E2 分別為： 2 2 2 2100 0 0 0, , ,11 0 0 1 0LA B C EC R C?????? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? (310) 根據(jù)式 (35)和 (310)求得矩陣 A、 B、 C 和 E，分別為： 121 1 10 0 039。39。1 1 1 1 1 1L L LA D A D A D DC R C C R C C R C? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (311) 121 039。39。 000DB D B D B D Dn L n L? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? (312) 12 1 0 0 0 039。39。0 1 0 1 0 1DC D C D C D D? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (313) 12 0 0 039。39。0 0 0E D E D E D D? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (314) 與狀態(tài)向量和輸出向量 相對(duì)應(yīng)的直流分量向量分別為 X=[1， V]T， U=[Vg]，和 Y=[Ig， V]T。確定交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為 11011 0 ggDDI LVVn L n RVDC R C???? ? ? ? ?????? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ????? ?? ? ? ??? (315) 1 21000110 0 1 0gggDDI D L nRVVnLDVC R C n??? ????? ???? ?????? ? ? ? ??? ??? ? ??? ? ? ? ??? ????? ? ? ??? ??? ???? ???? (316) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 由式 (315)得交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激電路的電壓變比與電感電流的穩(wěn)態(tài)值分別為 gVDM Vn?? (317) gDVVI R nR?? (318) 由式 (316)得出輸入電流的穩(wěn)態(tài)值為 2 gg DVI nR? (319) 與狀態(tài)向量、輸入向量和輸出向量相對(duì)應(yīng)的交流小信號(hào)分量向量分別為： ?? ?( ) [ ( ), ( )]Tx t i t v t? ， ? ?( ) [ ( )]gu t v t? 和 ?? ?( ) [ ( ), ( )]Tgy t i t v t? ，建立交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激電路的小信號(hào)狀態(tài)方程與輸出方程為 1 1 1 10 0 0??0()() ?? ( ) (1 1 1 1 1 1 0? ()? () 00ggD Iitit L L Lv t V d tnL nLVvtvtC R C C R C C R C????? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ?????) (320) ? ?0 0 1 0 1 0 0 0() () ?? ( ) ( )0 1 0 0 1 0 1 0 0? ()? ()g ggDIit it v t V d tVvtvt ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? (321) 其中，直流分量 V 和 I 由式 (317)、 (318)確定。 標(biāo)準(zhǔn)型等效電路的建立 交流小信號(hào)的狀態(tài)方程與輸出方程的形式如下： ? ? ? ?1 2 1 2 ?? ? ?( ) ( ) ( ) ( )x t A x t B u t A A X B B U d t? ? ? ? ? ????? (322a) ? ? ? ?1 2 1 2 ?? ? ?( ) ( ) ( ) ( )y t C x t E u t C C X E E U d x? ? ? ? ? ? (322b) 根據(jù) (322)式中的狀態(tài)變量與輸出變量，對(duì)其做拉氏變換，設(shè)各狀態(tài)變量的初始值為零，則 ? ? ? ?1 2 1 2 ?? ? ?( ) ( ) ( ) ( )s x s A x s B u s A A X B B U d s? ? ? ? ? ????? (323) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 ? ? ? ?1 2 1 2 ?? ? ?( ) ( ) ( ) ( )y s C x s E u s C C X E E U d s? ? ? ? ? ????? (324) 聯(lián)立 (323)、 (324)，得： 11 1 2 1 2 ?? ?( ) ( ) ( ) ( ) [ ( ) ( ) ] ( )x s s I A B u s s I A A A X B B U d s??? ? ? ? ? ? ? (325) 11 1 2 1 2 1 2 1 2 ?? ?( ) [ ( ) ] ( ) { ( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] } ( )y s C s I A B E u s C s I A A A X B B U C C X E E U d s??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(326) 下面建立交錯(cuò) 并聯(lián)式雙管正激電路的穩(wěn)態(tài)低頻小信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型電路。 根據(jù)式 (317)，可知交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激電路的穩(wěn)態(tài)電壓變比為 gVDVn? (327) M(D)為變換器的穩(wěn)態(tài)電壓變比的理想值，則 () gVDM D k Vn?? (328) 由于分析對(duì)象為理想變換器，則 k=1，所以 ()DMD n? (329) 以輸入電流 ig(t)和輸出電壓 v(t)為輸出變量，利用式 (326)可表示為 ?? ?( ) ( ) ( ) ( ) ( )g ig g idi s G s v s G s d s?? (330) ?? ?( ) ( ) ( ) ( ) ( )g vg g vdv s G s v s G s d s?? (331) 將式 (35)、 (310)、 (311)、 (314)和 (315)代入式 (326)，得 222211? () 11 ??( ) ( )1 1 1 1? 1()0gg gggDD sV Dsis VnL R Cn L R C v s d snRDvs s s s s VR C L C R C L C nL CnL C???? ?????? ?? ?????? ???????? ???? ??? ? ??????? ? ? ? ? ?????????? ??(332) 將式 (332)與式 (330)和 (331)對(duì)照，得 “輸入 —— 輸出”的傳遞函數(shù)： ^^^( ) 0 2()( ) |() 1vg ds gDvs nGsLvs LC s sR????? (333) “控制 —— 輸出”的傳遞函數(shù)： 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 ^^^( ) 0 2()( ) |() ( 1 )ggvd vsVvsGsLds n LC s sR? ?? ?? (334) “控制 —— 電感電流”的傳遞函數(shù)： ^^^( ) 0 2( ) 1 1( ) |11()g ggid vsV D V DisG s sR C n L n Rds ssR C LC???? ? ? ??????? (335) “輸入 —— 電感電流”的傳遞函數(shù)： ^22( ) 0 211( ) | 11ig dsDG s sn L R CssR C L C? ???? ?????? (336) 控制系數(shù)計(jì)算如下： ()() () gvdvgVGses G s D?? (337) ( ) ( ) ( ) ( ) gid ig DVj s G s e s G s nR? ? ? (338) 2() 11()11()vgeGsHsM D L C ssR C L C?? ?? (339) 由式 (339)可以得到： Le=L， Ce=C (340) 交錯(cuò)并聯(lián)式雙管正激電路的穩(wěn)態(tài)低頻小信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型電路如圖 。 LRC 圖 功率電路的穩(wěn)態(tài)低頻小信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型電路 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 電壓控制脈寬調(diào)制器建模與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)傳遞函數(shù)的建立 電壓控制型開關(guān)調(diào)節(jié)電路原理介紹 電壓控制型開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖 所示。它是一個(gè)單環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種控制方式 簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易于設(shè)計(jì)，也可以保證很好的穩(wěn)壓精度。 負(fù) 載電 源 輸 入 開 關(guān) 變 換 器功 率 開 關(guān)管 驅(qū) 動(dòng) 器H ( s )++參 考 信 號(hào) Vr e fP W MGc( s )Vc誤 差 信 號(hào)Ve采 樣 網(wǎng) 絡(luò)傳 遞 函 數(shù)脈 沖 寬 度 調(diào) 制 器 控 制 器 圖 電壓控制型開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 在圖 中，控制電路由控制器、 PWM 比較器、時(shí)鐘電路和觸發(fā)器組成。其中，控制器是由電壓采樣網(wǎng)絡(luò)和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)組成，輸出電壓經(jīng)過電壓采樣網(wǎng)絡(luò)得到 Hv 與參考電壓 Vref 比較后產(chǎn)生誤差信號(hào) ve 作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸入。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)對(duì)這個(gè)誤差進(jìn)行放大后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆群拖辔谎a(bǔ)償，滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理是：在某個(gè)瞬間，當(dāng)輸出電壓高 于其額定值時(shí)，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)輸出的控制信號(hào) vc(t)降低，觸發(fā)器輸出高電平的脈沖寬度變窄，減少主