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李山,崔森,陈艳,陈敏.高频Buck变换器稳定运行的参数域分析[J].电源学报,2019,17(2):50-56
高频Buck变换器稳定运行的参数域分析
Analysis of Parameter Domain for High-frequency Buck Converter in Stable Operation
投稿时间:2017-07-12  修订日期:2018-05-12
DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2019.2.50
中文关键词:  高频Buck变换器  非线性行为  混沌  稳定性
英文关键词:high-frequency Buck converter  nonlinear behavior  chaos  stability
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51607020,51605063);重庆市科委基础科学与前沿技术研究一般资助项目(cstc2016jcyjA0324);重庆理工大学研究生创新基金重点资助项目(YCX2016104)。
作者单位E-mail
李山 重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
重庆市能源互联网工程技术研究中心, 重庆 400054 
 
崔森 重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
重庆市能源互联网工程技术研究中心, 重庆 400054 
511739667@qq.com 
陈艳 重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
重庆市能源互联网工程技术研究中心, 重庆 400054 
 
陈敏 重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
重庆市能源互联网工程技术研究中心, 重庆 400054 
 
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中文摘要:
      高频条件下的Buck变换器具有体积小、效率高等特点而备受关注,其同时更易因参数选择不当而带来严重的非线性行为影响系统稳定性。对高频条件下的Buck变换器的非线性行为进行了分析,研究了电压控制方式下的高频Buck变换器,从其状态方程出发,建立了该变换器在连续运行模式下的精确离散迭代映射模型。通过Jacobian矩阵判断系统稳定性随输入电压和电路中电感电容等不同参数变化规律,并确定系统的稳定运行区域。最后通过实验验证了理论分析的正确性。本结论不但能够为高频Buck变换器的稳定运行提供参考,也为系统参数的优化及控制性能的提升提供理论依据。
英文摘要:
      The Buck converter under a high-frequency condition has attracted much attention because of its small size and high efficiency. However, its serious nonlinear behavior due to the improper choice of parameters will affect the stability of the system. In this paper, the nonlinear behavior of the Buck converter under a high-frequency condition is analyzed, and the high-frequency Buck converter under voltage control is studied. Based on the equation of state, an exact discrete iterative mapping model of this converter is established. By the Jacobian matrix, it can be judged that the stability of the system changes with the variation of input voltage as well as the inductance and capacitance of the circuit; the stable operation range of the system is also determined. Finally, the theoretical analysis was verified by experiments. The conclusions of this paper can provide not only reference for the stable operation of the high-frequency Buck converter but also a theoretical basis for the optimization of system parameters and the improvement of control performance.
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