多输出变换器交调特性研究

摘要

本文利用数字仿真技术，系统分析了多输出反激式变换器的运行模态、重负载或短路情况下的输出特性以及交叉调整特性，并建立了多输出变换器驱动控制器详细的数字仿真系统模型。重点讨论了以下三点关键性技术内容。
　　 第一，本文研究了反激变换器两种运行模态的工作过程，结合变换器系统的电路图，对工作过程各个阶段进行了详细的数值分析，确定了电路参数设计的计算方法，为多输出变换器的交调特性分析确立数值上的依据。从数学分析的角度对变压器耦合磁场变化引起的各电路参数调整进行了详细的推导。
　　 第二，多输出变换器PWM控制芯片技术已相对成熟，集成功能也越来越强大，但尚未有具备这种功能的可移植的数字化控制模块，进行系统化的仿真时必须要自己搭建具有局部功能的数字控制模块，本文通过对一款电流型PWM控制器的功能分析和其各模块的建模，搭建了一具有通用性可移植的数字化仿真平台。该数字化系统可以完美实现的功率管的驱动，并具有过、欠压保护和过流保护功能。本文也将这一数字系统用在一三路输出的反激变换器系统中进行数字化仿真，不仅验证了该数字化模型本身的功能可靠，也进一步研究了多输出变换器的交调特性。
　　 第三，本文分析了多输出变换器交调特性产生的机理，然后用数字仿真方法进行了验证。深入分析了研究交调特性时的具体仿真模型，合适的仿真模型，是在重负载下高可靠性工作的变换器系统设计的关键。本文提出了重负载或短路下多路输出直流变换器在各种工作模式中的数值模拟方法和模型，该模型参数修改很容易操作，可用于瞬态分析，在欠压操作或在过电流模式下起动过程中，即使在短路的输出模式，也可以通过修改参数进行仿真分析，并根据其仿真结果来改善多路输出直流变换器系统的输出特性，提高变换器系统工作的安全可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 电源的研究现状和发展趋势

1．2．1 开关电源的国际发展概况

1．2．2 开关电源的国内发展概况

1．2．3 电源未来的发展趋势

1．3 PWM技术在直流功率变换器中的广泛应用

1．4 本课题研究的目的和意义

1．5 论文的总体安排

第2章 反激变换器运行模态分析和数值分析方法在多输出反激式变换器中的应用

2．1 概论

2．2 反激式变换器组成原理及运行模态分析

2．2．1 反激式变换器组成原理

2．2．2 变换器运行模态概述

2．3 反激式变换器运行模态详细分析

2．3．1 不连续运行模态分析

2．3．2 连续运行模态分析

2．3．3 临界状态分析

2．4 数值分析方法在多输出变换器中的应用

2．4．1 变压器初级绕组回路的数值分析

2．4．2 变压器次级绕组回路的数值分析

2．5 变压器初级吸收电路的数值分析

2．6 变换器输出端滤波电容的数值分析

2．7 本章小结

第3章 多输出变换器PWM数字仿真系统研究

3．1 概论

3．2 数字仿真系统功能

3．2．1 UC3842控制芯片的功能

3．2．2 UC3842控制芯片各管脚功能

3．3 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统功能实现

3．3．1 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统运算放大器模块建模

3．3．2 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统逻辑模块建模

3．3．3 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统负载损耗模式的数字模型

3．3 多输出变换器控制系统电压基准器件和光耦的数字模型分析

3．5 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统数字模型封装结构

3．6 多输出变换器电流型PWM控制器数字仿真系统模型仿真实例

3．7 基于数字仿真系统模型的多输出变换器交调性能分析

3．7．1 多输出变换器交叉调整的产生机理

3．7．2 基于数字仿真系统模型的多输出变换器交调性能仿真分析

3．8 本章小结

第4章 多输出反激式直流变换器在重载时的建模与仿真

4．1 概论

4．2 多输出反激式变换器在重载时的建模分析

4．2．1 三路输出反激式直流变换器在重载时的输出电压和电流特性

4．2．2 三路输出反激式直流变换器在重载时的能量特征

4．2．3 在重负载的IC-UC3842分析

4．3 多输出反激式直流变换器在重载时的具体仿真实例分析

4．3．1 利用一个传统的模型实例仿真分析

4．3．2 利用改进的模型仿真分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 本论文开展工作的总结

5．2 本论文后续研究展望

参考文献

附录

作者在攻读硕士学位期间申请的国家专利

致谢