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Buck 变换器的非线性现象及并联同步均流研究①

2012-07-09朱文武

佳木斯大学学报(自然科学版) 2012年1期

朱文武

(安徽机电职业技术学院,安徽芜湖241000)

Buck变换器是DC/DC变换器的一种基本拓扑结构.本文将通过混沌动力学建模方法分析系统的非线性现象,利用混沌同步特性,本文设计出一种新的便于电路实现的滑模控制方式,使并联Buck变换器的输出特性保持一致,达到输出电流分配均匀.该方法便于从策略推向实用,在工程上易于实现.

1 Buck变换器的非线性现象分析

本文Buck变换器电路采用基准电流控制方式,如图1所示[1].开关S闭合与断开是由基准电流Ir和PWM脉冲共同决定.开关S闭合,电路的电感电流上升,当电流达到基准电流Ir时,开关S打开,电路的电感电流iL下降.到下一个PWM脉冲时钟到来时,开关S重新闭合.

图1 基准电流控制的Buck变换器

在分析电路时,选取输出电压uC和电感电流iL做为状态变量,系统可由下面的状态方程表示:

其中X

图2 Buck变换器的分叉图

图3 滑模控制的并联Buck变换器混沌同步均流电路原理图

基准电流控制方式中电路开关S打开的时刻是在当电感电流iL上升达到基准电流Ir时,其控制方程如下:

图4 滑模控制的并联Buck变换器混沌同步均流相图

为了得到Buck变换器的离散模型,在开关S每次闭合的时刻采样数据.可以得到Buck变换器的离散模型如下式所描述:

为了研究Buck变换器的非线性现象,以基准电流Ir和电感电流iL作为参数,用MATLAB分析Buck变换器中电感电流iL的非线性现象,如图2所示.在基准电流Ir大于0.62A时,系统由稳定的周期进入分叉,最终出现混沌的非线性现象……

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