胡小军DCDC PSpice 仿真

摘要

近年来，由于能源危机和环境污染，世界各国均在大力发展电动汽车，DC/DC变换器作为其中的重要部件，需要在各种不同的工况下运行，其稳态和动态性能的好坏，直接决定着汽车动力系统的安全性和可靠性。本文主要致力于研究影响DC/DC变换器稳定性的各种因素，并探讨合适的控制策略来消除这些影响，以保证整个系统可以在不同的工况下稳定可靠地运行。

本文首先对DC/DC变换器的基本原理以及建模方法进行了较为详尽的分析和讨论，并重点分析研究了两种基本变换器的电路平均建模方法，给出了考虑寄生参数的非理想变换器的小信号模型，并分别用PSpice和Matlab对其进行了仿真论证。

在研究影响DC/DC变换器稳定性的因素时，本文重点对电压模式闭环控制策略进行了详细分析，基于之前建立的小信号模型，给出了如何设计稳定的控制器的工程化方法，并从仿真和实验两个方面进行了验证。对于电流模式控制的DC/DC变换器，文中简单分析了次谐波振荡及其解决方法。此外，本文还详细分析了输入滤波器对DC/DC变换器稳定性的影响，并提出了三种解决方案，可以消除滤波器对整个系统的影响。

关键词：电动汽车 DC/DC变换器次谐波振荡滤波器

Abstract

ABSTRACT

In recent years, electric vehicles have been developed greatly all over the world because of the shortage of energy and pollution of the environment. As an important part of the electric vehicles, the DC/DC converter always works under different conditions, and the safety and reliability of the power system of the vehicles are determined by the steady state performance and dynamic performance of the converter directly. This thesis focuses on the research of different factors influencing the stability of the DC/DC converter used in the electric vehicles, and discusses appropriate control strategies to eliminate these influences so that the entire system could work reliably.

At the beginning, the basic working principles and modeling methods of the DC/DC converter are analyzed in detail, and then the averaged switch modeling method is emphasized in the thesis. Small signal model of none-ideal DC/DC converter considering parasitic parameters is derived, and simulation with PSpice and Matlab is performed to verify the models.

Voltage-mode control strategy is analyzed in detail in this thesis while studying the factors influencing the stability of DC/DC converter. Based on the previous small signal models, engineering method of designing stable controller is proposed, and then verification is performed through simulation and experimentation. This thesis also analyzes the sub-harmonic oscillation and its solution in current-mode controlled DC/DC converters. In addition, this thesis discusses the influence to DC/DC converters of input filters, and then three kinds of solutions are proposed to eliminate it.

盐卤水>智慧交通建设Key Words: Electric Vehicle, DC/DC Converter, Sub-harmonic Oscillation, Filter

第1章绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2 本课题研究的目的与意义 (2)

1.3 本文主要内容 (2)

第2章大功率DC/DC变换器及其建模方法概述 (4)

2.1 引言 (4)

2.2 双向DC/DC变换器主电路拓扑 (4)

2.2.1 双向DC/DC变换器概念和应用 (4)

2.2.2 双向DC/DC变换器拓扑和工作原理 (5)

2.3 DC/DC变换器建模方法 (6)

2.3.1 PWM型DC/DC变换器数学建模方法综述 (6)

2.3.2 DC/DC变换器的小信号分析方法 (8)

2.3.3 DC/DC变换器的大信号分析方法 (10)第29次中国互联网络发展状况统计报告

2.4本章小结 (15)

第3章非理想基本变换器的电路平均法建模与仿真 (17)

3.1引言 (17)

3.2 Buck变换器的连续和断续工作模式分析 (18)

3.3 Boost变换器的连续和断续工作模式分析 (22)

3.4 DC/DC变换器的开关网络平均模型 (26)

3.4.1 CCM模式建模 (26)

3.3.2 DCM模式建模 (31)

3.3.3 组合型CCM/DCM平均开关模型 (33)

3.3.4 考虑寄生参数的非理想DC/DC变换器的平均开关模型 (35)

III

3.3.5非理想DC/DC变换器小信号模型 (37)

3.4 DC/DC变换器的仿真 (38)

atcc9372

3.4.1连续导电模式的PSpice建模与仿真 (38)

3.4.2组合型CCM/DCM平均开关模型PSpice建模与仿真 (44)

3.5本章小结 (45)

第4章DC/DC变换器的稳定性分析与设计 (47)

4.1引言 (47)

4.2电压模式控制变换器的稳定性分析与研究 (48)

4.2.1变换器的传递函数及其分类 (48)

4.2.2 DC/DC变换器控制器（补偿网络）设计 (51)

4.3电流模式变换器的稳定性分析与设计 (65)

财经界4.3.1次谐波振荡 (66)

4.3.2消除次谐波振荡—人工斜率补偿 (68)

4.4输入滤波器对系统稳定性的影响 (70)

4.5 本章小结 (76)

第5章大功率双向DC/DC变换器设计与实验 (77)

5.1 硬件电路设计 (77)

5.2 软件设计 (79)

5.3实验结果与分析 (80)

5.4本章小结 (84)

第6章全文总结及未来展望 (86)

6.1 结论 (86)

6.2 今后进一步工作 (86)

致谢 (88)

网上购物管理系统参考文献 (89)

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果 (91)

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