移相全橋DC/DC變換器動態建模研究

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移相全橋DC/DC變換器動態建模研究

圖6系統閉環結構框圖

圖8負載變化時的輸出電壓波形

圖7輸出電壓波形

K為反饋放大系數。

根據圖6，寫出系統的閉環傳遞函數：（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環的形式為：M′(s)=Kp＋（19）

式中：Kp為比例系數；

KI為積分系數。 根據勞斯判據，結合系統的超調要求，穩定裕度和調節時間，選取：

Kp=5；KI=6；K=1

5仿真波形分析

PI調節器的參數同上。首先考慮負載恒定，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，系統在該負載的條件下，上升時間不足5s，且無超調，具有極好的穩定性。

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

從仿真的結果看，在負載突增或突減的情況下，基于狀態空間平均法的小信號模型的響應在3～4s內可以達到穩定狀態，速度快，且無超調。仿真證明本模型具有良好的穩定性，在大功率大電流的情況下，能夠廣泛應用。

6結語

本文利用狀態平均方程的小信號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方程小信號建模方法的建模過程，并得出了移相全橋ZVSPWMDC/DC變換主電路的小信號數學模型。相對于其它常用的小信號等效電路法，本方法的結果可以直接計算得到，省略了對原電路的小信號處理。相對于不定負載DC/DC建模，本方法的數學表達式雖然精度低一些，但相對簡單得多，因而在一般情況下更具實用價值。本方法方程列寫方便，數學處理簡單且直接從數學分析入手，所用推導都建立在數學理論基礎上，易于掌握。通過理論研究和仿真，分析了模型的部分性能，證明本方法和結論可以廣泛應用。