第四章 TI-Sepic变换器工作模式建模 21

4.1  TI-Sepic变换器工作模式分析 21

4.2  TIS建模 23

4.3  仿真验证 26

第五章 结论 27

致谢 28

参考文献 29 

1  绪论

1.1  研究背景和意义

近年来，随着电子信息产业的飞速发展及其对综合国力的影响逐渐增强，DC/DC开关变换器在各大国防领域和民用工业领域得到了极其普遍的应用。究其原因，主要是由于DC/DC开关变换器具有转换效率高、体积小、可靠性高等突出的优势 。同时，随着现代工业生产不断提高对节能以及电子设备小型化的要求，因此DC/DC开关变换器在电能变换领域的应用引起了广泛的关注与研究。我们知道，电路拓扑和元件器参数（电感、电容、电阻等）的确定是DC/DC开关变换器的重要研究内容，在选择拓扑结构和电路参数时，必须使得变换器符合实际应用下的性能指标要求。但是，如果为此采用实验的方法来确定相关参数将会使得成本太高，测试周期较长，因此是不可行的，而最行之有效的方法则是通过建立开关变换器的数学模型，然后进行计算机仿真分析，在仿真分析过程中不断改进不合理的地方 。我们知道DC/DC开关变换器的工作原理是依靠功率开关元件和二极管交替导通实现的，然而功率开关元件和二极管在工作时呈现非线性特性，因此其建模方法的研究具有一定的特殊性和复杂性，传统的经典分析方法（如拉氏变换法）不能直接应用，所以我们需要拓展新的思路进行建模分析，并对其不断加以完善 。

 自20世纪70年代以来，尽管很多学者都对其新型建模方法进行了广泛的研究，并且取得了一定的研究成果，但是目前在实际应用中，大多数情况下采用的建模方法仍然局限于传统的建模方法，如状态空间平均法以及电路平均法。然而这两类方法使用时存在一定的局限性，比如只能适用于变换器连续工作模式的分析，或只能适用于理想变换器的建模分析等等，但是人们常常忽略了其使用条件而盲目地选择建模分析方法导致分析不准确，进而影响整个系统的研究。故本课题研究的主要内容是在综合国内外研究成果的基础上，针对当前在分析开关变换器性能时所用到的建模方法大都局限于传统的建模方法，有必要分析其局限性并且在其基础上探索新型有效的建模方法，使人们能更加有效精准的分析开关变换器，进而优化和提高开关变换器的效率。

1.2  相关技术发展现状

1.3  本文主要研究内容

1. 深入理解DC/DC动态建模原理和基本方法，对相关的建模技术发展现状进行梳理。 

2. 深入理解并掌握TIS动态建模法，对TIS模块的结构，参数设置规则，应用规则进行归纳和总结。 

3. 首先采用TIS建模法完成对Boost变换器模型的构建。完成对Boost变换器的DC/DC的稳态分析，并用TIS模块对该拓扑进行表示，确定参数，完成相应的仿真工作。最后与理论结果进行对比，验证仿真的正确性。

4. 其次完成用TIS建模法对高阶Sepic变换器的构建。完成对高阶Sepic变换器的工作模式分析以及TIS建模。根据参数设置原理，设计相关参数并进行仿真。最后与理论结果相比较，验证其正确性。