开关变化器的建模方法综述
A Review On The Modeling Method Of Switching Power Converter
摘要:本文介绍了开关功率变换器的常用建模分析方法,并对它们进行了分析和比较,最后介绍了一些新出现的建模方法及其发展趋势。 关键词:开关变换器;建模分析
随着对能源利用效率要求的不断提高,开关功率变换器被越来越多的应用到生活中的方方面面,对它的理论的研究也进一步推动了开关功率变化器的发展。由于PWM型开关功率变换器工作时是强非线性电路,采用过去的分析线性电路的方法很难对它的动态性能进行较好的分析和设计。
开关变换器的分析方法很多,主要包括数值分析法和解析建模法两大类,其中数值分析法是采用数学算法通过计算机来处理获得电路的数值解的方法,其优点是准确度和精度都较高,可以获得电路较全面的信息,但是所得结果的物理意义不清晰,因此对设计的指导意义不大;解析建模法着眼于电路的工作机理,在一定的近似假设条件下,通过解析表达式表达其特性的方法。由于进行了近似假设,所以精度和准确度不如数值分析法,但在满足一定精度要求的条件下,对设计具有指导意义。 开关变换器 建模方法
解析仿真法 数字仿真法
离散法 平均法 符号法 直接数字 间接数字PFC电路
仿真法 仿真法 建模
离散时域传输线状态空间平均值等开关波形
建模 建模法 平均法 效电路 平均法
2.数字仿真法
数字仿真法包括直接数字仿真法和间接数字仿真法,直接数字仿真法是指直接利用现有的通用电路分析软件(如PSPICE等)对开关变换器进行数值计算从而获得其解的方法,这种方法不必重新建立电路模型,只需要对局部电路建立仿真模型或等效子电路即可,它的不足之处是计算速度较慢;间接数字仿真法,是指在数值计算前需要对开关变换器建立一个专用的,适用于数值解的仿真模型,如离散模型等,然后采用适当的数值分析法求解,其优点是计算速度较快。
2.1基于pspice的仿真
Pspice可分析功率半导体器件﹑变化器电路﹑电力电子系统等,它的仿真结果以数据文件形式表示,所以可以将它输入其他软件如MATLAB等以便进一步对电路的性能进行评估和寻优。此外,相比于解析法,数字仿真还可以对开关变换器的混沌现象进行分析,从而也使
它获得了更广的用途。 2.2离散时域建模仿真法
离散时域建模法的基本思路是:列出非线性系统的分段线性方程,求状态转移规律,由此导出非线性差分方程,然后通过计算机进行进一步的计算求解,它可以仿真稳态过程﹑大信号响应及小信号响应,但是无法得到解析形式的数学方程,物理意义不明确。 3 解析建模法
解析法又可以分为离散法和连续法。离散
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