V2控制Buck变换器等效建模与分岔分析

何圣仲; 周国华; 许建平; 包伯成; 杨平

doi:10.7498/aps.62.110503

摘要

通过对V2控制Buck变换器电路进行降阶处理, 利用不同工作模式, 推导了两个边界电压, 建立了V2控制Buck变换器的等效一阶同步映射迭代模型, 研究了它的非线性分岔行为. 通过稳定性和工作模式分析, 推导了V2控制Buck变换器从稳定的周期1工作状态到次谐波振荡状态转移以及从电感电流不连续导电模式 (DCM) 到连续导电模式 (CCM) 转移的条件. 研究结果表明, 当电路参数变化时, V2控制Buck 变换器发生了倍周期分岔和边界碰撞分岔, 不同的参数变化有着不同的分岔路由. 搭建了仿真和实验电路, 仿真和实验结果验证了等效迭代模型的有效性和理论分析的正确性.

关键词:

V2控制 /
迭代模型 /
分岔 /
工作模式

Abstract

After dimension reduction, two boundary voltages of V2 controlled buck converter are deduced under different operation mode, based on which, its equivalent one-dimensional discrete-time model is established and complex nonlinear bifurcation behaviors are emphatically studied. Two boundary conditions under which shift between stable period-one state and subharmonic oscillation state and shift between continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM) take place are derived by analyzing stability and operation mode. The research results show that in V2 controlled buck converter period-doubling bifurcation and border-collision bifurcation can occur with varying circuit parameters and the converter has different bifurcation routes at different circuit parameters. Simulation and experiment platforms are implemented and the corresponding results verify the validity of equivalent discrete-time model and theoretical analysis.

Keywords:

作者及机构信息

1.
西南交通大学电气工程学院, 成都 610031;

2.
常州大学信息科学与工程学院, 常州 213164

基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51177140, 51277017) 和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: SWJTU11BR033, SWJTU11CX029) 资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;

2.
School of Information Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51177140, 51277017), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant Nos. SWJTU11BR033, SWJTU11CX029).

参考文献

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施引文献

[1]	Song Q 2001 Proceedings of APEC'2001 507
[2]	Schuellein G 1998 Proceedings of APEC'98 853
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