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BUCK DC/DC变换器分岔和混沌的精确离散模型及实验研究 被引量:77
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作者 张波 曲颖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期99-103,共5页
用数学模型精确地描述以及用实验验证DC/DC变换器的分岔和混沌现象一直具有较大的难度,从而导致以往理论研究结果的真实性受到质疑。为此该文以Buck DC/DC变换器为具体研究对象,提出其分岔和混沌分析精确离散建模方法,建立了它的精确离... 用数学模型精确地描述以及用实验验证DC/DC变换器的分岔和混沌现象一直具有较大的难度,从而导致以往理论研究结果的真实性受到质疑。为此该文以Buck DC/DC变换器为具体研究对象,提出其分岔和混沌分析精确离散建模方法,建立了它的精确离散数学模型。基于此模型进一步分析Buck DC/DC变换器分岔稳定性和混沌特性,改 进了现有近似的模型的研究结果。同时文中还进行了丰富的实验研究,证实了该文精确数学模型的正确性,并实际展现了Buck DC/DC变换器从分岔至混沌演化的全过程。该文的研究方法也为其它DC/DC变换器的分岔和混沌现象提供了理论和实验基础,具有一般性意义。 展开更多
关键词 dc/dc变换器 分岔 混沌 离散模型 数学模型 实验 buck
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CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究 被引量:63
2
作者 邓卫华 张波 +1 位作者 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期120-125,共6页
基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电... 基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明,Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略,比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制,从而具有一般性理论和实际意义。 展开更多
关键词 CCM buck变换器 状态反馈 线性化 非线性解耦控制 脉冲模型积分法
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同步整流Buck变换器断续工作模式建模分析 被引量:27
3
作者 欧阳长莲 严仰光 章国宝 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期53-58,共6页
作者运用能量守恒原理 ,考虑电感电流的纹波和开关器件的导通损耗 ,把非理想功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联 ,理想开关由受控源替代 ,推导了同步整流Buck变换器在断续工作模式下的大信号平均模型、DC和小信号电路模型 ,导出了... 作者运用能量守恒原理 ,考虑电感电流的纹波和开关器件的导通损耗 ,把非理想功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联 ,理想开关由受控源替代 ,推导了同步整流Buck变换器在断续工作模式下的大信号平均模型、DC和小信号电路模型 ,导出了开环传递函数 ,进行了计算机仿真分析 ,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了电感电流的纹波和变换器的寄生电阻 ,模型直观、物理意义清晰 。 展开更多
关键词 同步整流 buck变换器 断续工作模式 建模分析 直流-直流变换器 小信号电路模型
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峰值电流模式控制非理想Buck变换器系统建模 被引量:28
4
作者 解光军 徐慧芳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期52-58,10,共7页
为提高开关变换器系统建模的精度,减少模型与实际电路之间的偏差,更好地指导系统芯片设计,基于能量守恒法和开关元件平均建模法,考虑各元件等效寄生参数及电感电流纹波等非理想因素的影响,加之输出电流波动对电路性能的影响,建立包含输... 为提高开关变换器系统建模的精度,减少模型与实际电路之间的偏差,更好地指导系统芯片设计,基于能量守恒法和开关元件平均建模法,考虑各元件等效寄生参数及电感电流纹波等非理想因素的影响,加之输出电流波动对电路性能的影响,建立包含输出阻抗的非理想Buck变换器功率级小信号模型。在此基础上,对峰值电流模式控制非理想Buck变换器的控制环路进行了非理想参数建模,最终建立起整个峰值电流模式控制的非理想Buck变换器系统小信号模型。通过模型分析以及在Matlab中的仿真可以看出,所建模型直观、有效、实用,且物理意义清晰,能够更加准确地反映实际电路的工作情况。 展开更多
关键词 buck dcdc变换器 非理想 峰值电流模式控制 小信号建模
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交错并联磁集成Buck变换器本质安全性输出纹波电压的分析 被引量:23
5
作者 杨玉岗 祁鳞 李龙华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期181-188,共8页
为了使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,将交错并联磁集成技术应用到Buck变换器中,通过合理设置耦合系数,可以增大等效电气电感,同时减小等效本质安全电感,解决了电气指标要求大电感而本质安全特... 为了使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,将交错并联磁集成技术应用到Buck变换器中,通过合理设置耦合系数,可以增大等效电气电感,同时减小等效本质安全电感,解决了电气指标要求大电感而本质安全特性要求小电感的矛盾。按电感的大小将Buck变换器分为四个工作区域,比较各个区域的最大输出纹波电压,并分析出纹波电压与电感、占空比及负载电阻的关系,得出应在最小占空比与最小负载对应的电感和最小占空比与最大负载对应的电感之间设计变换器。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 交错并联磁集成 本质安全 输出纹波电压 buck dc-dc变换器
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一种准Z-源DC-DC变流器的研究 被引量:12
6
作者 刘胜杰 吴苓芝 《微型机与应用》 2012年第17期33-36,共4页
准Z-源变流器可以利用开关管导通与关断的状态在单一的拓扑结构中实现Buck与Boost的性能。理论上这种准Z-源变流器的输出电压可以为任意值,而实际中由于电路器件非理想特性和控制方法的限制,使得输出电压并不能达到任意值。详细分析了... 准Z-源变流器可以利用开关管导通与关断的状态在单一的拓扑结构中实现Buck与Boost的性能。理论上这种准Z-源变流器的输出电压可以为任意值,而实际中由于电路器件非理想特性和控制方法的限制,使得输出电压并不能达到任意值。详细分析了准Z-源变流器结构及相应的工作原理。首先使用Saber软件对准Z-源拓扑结构建立相应的模型并进行了电路开环仿真,然后通过具体的电路实现了这一新型拓扑。该电路具有良好的稳态和动态响应,且电路简单、调试方便。 展开更多
关键词 准Z-源拓扑:dcdc变流器 buck/Boost电路
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一种用于PWM控制Buck型DC-DC变换器的带隙基准源 被引量:12
7
作者 王宇星 朱波 《电子器件》 CAS 北大核心 2013年第2期252-255,共4页
在DC-DC转换器芯片设计中,用于产生参考电压的带隙基准精度直接影响芯片的控制精度,设计了一种用于低压型DC-DC转换器芯片内的基准电路。电路基于BJT的Widler型电压基准基本原理,经过理论分析和仿真模拟,采用东部BD0.35μm BCD工艺流片... 在DC-DC转换器芯片设计中,用于产生参考电压的带隙基准精度直接影响芯片的控制精度,设计了一种用于低压型DC-DC转换器芯片内的基准电路。电路基于BJT的Widler型电压基准基本原理,经过理论分析和仿真模拟,采用东部BD0.35μm BCD工艺流片成功。在-40℃~160℃温度范围条件下进行仿真,当VIN=4.75 V,-25℃~160℃的温度系数是22×10-6/℃,低频下PSRR为-57.37 dB。电源电压从7.5 V~18 V的变化范围内,基准输出变化了0.03 mV/V。整个带隙基准电压源具有好的综合性能。 展开更多
关键词 降压型dc-dc转换器 CMOS带隙基准源 BCD工艺 温度系数
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低电压应力零电流开关降压变换器 被引量:9
8
作者 秦岭 张航 谢少军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期55-61,共7页
提出一种低电压应力的Buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zero current switching,ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(zero voltage switching,ZVS),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电... 提出一种低电压应力的Buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zero current switching,ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(zero voltage switching,ZVS),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰;此外,所有开关管的电流应力都很小。该文详细分析了该变换器的工作原理以及箝位支路的作用机理,并通过状态空间平均法分析了该变换器的稳态和动态特性,最后在一台1200W的原理样机上进行实验验证,并给出实验结果。 展开更多
关键词 直流-直流变换器 脉宽调制 零电流开关 软开关 buck变换器
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基于Buck变换器调压的无刷直流电机功率变换器单管开路故障诊断 被引量:9
9
作者 李文琢 房建成 李海涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期124-132,7,共9页
功率变换器是无刷直流电机驱动系统中最易发生故障的薄弱环节,因此,功率变换器故障诊断成为无刷直流电机容错控制研究的关键。该文针对基于Buck DC-DC变换器调压的无刷直流电机三相全桥逆变器,根据其正常与故障状态下的不同工作特性,在... 功率变换器是无刷直流电机驱动系统中最易发生故障的薄弱环节,因此,功率变换器故障诊断成为无刷直流电机容错控制研究的关键。该文针对基于Buck DC-DC变换器调压的无刷直流电机三相全桥逆变器,根据其正常与故障状态下的不同工作特性,在现有单电流传感器的基础上,仅对直流母线电流进行采样,与电机360电角度内的6种工作状态相结合,提出了一种简单易行的故障诊断方法,实现三相全桥与Buck变换器功率管单管开路故障检测与识别,同时设计了故障保护电路,有效防止二次故障的发生。仿真与实验结果验证了该方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 buckdc-dc变换器 三相全桥逆变器 单管开路故障诊断
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大功率双向DC-DC电源变换器实验装置设计 被引量:8
10
作者 陆婷 杜月林 +2 位作者 杨飞 张方南 史丽峰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第9期100-105,共6页
设计的大功率双向DC-DC电源变换器采用TPS54340和TPS40210作为BUCK和BOOST模块电路的主芯片,利用STM32F429单片机进行充电和放电模式的切换控制,实现电池的充放电功能。其工作模式可由按键设定,亦可根据预先设定的电流和电压值进行自动... 设计的大功率双向DC-DC电源变换器采用TPS54340和TPS40210作为BUCK和BOOST模块电路的主芯片,利用STM32F429单片机进行充电和放电模式的切换控制,实现电池的充放电功能。其工作模式可由按键设定,亦可根据预先设定的电流和电压值进行自动转换。该系统分为BUCK恒流充电模块、BOOST稳压放电模块、电流电压检测模块、信号处理等。该装置具有电池恒流充电和恒压放电功能,且具有过流及过压保护,其电流值大小可以任意设置,具有安全、节能、转换效率高、人机界面友好等特点。 展开更多
关键词 dc-dc变换器 buck BOOST STM32F429
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一种新颖的BUCK型DC-DC芯片的抗振铃电路 被引量:7
11
作者 王红义 来新泉 +2 位作者 李玉山 张乔珍 陈富吉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期361-364,共4页
典型的集成Buck型DC-DC变换器,其电感只有一端接入芯片,无法在芯片内部采用Boost型DC-DC在电感两端直接并联电阻的方法进行振铃的快速衰减.文中设计了一种新颖的适用于Buck型DC-DC的抗振铃电路,在芯片内部采用一个线性时变电阻网络将电... 典型的集成Buck型DC-DC变换器,其电感只有一端接入芯片,无法在芯片内部采用Boost型DC-DC在电感两端直接并联电阻的方法进行振铃的快速衰减.文中设计了一种新颖的适用于Buck型DC-DC的抗振铃电路,在芯片内部采用一个线性时变电阻网络将电感的一端与芯片的电源(或地)之间进行连接.进行振铃衰减时,起初电阻较小,振铃衰减很快,但直流电流较大;随着振铃的减弱,逐渐增大电阻以减小直流电流,当振铃结束且直流电流很小时完全断开电阻.这样既达到抗振铃的目的,又不会引起持续的直流放电.采用此电路的一款DC-DC已在韩国Hy-nix公司的0.5μm CMOS工艺线投片,测试结果证明抗振铃效果良好. 展开更多
关键词 buck型变换器 dc-dc变换器 抗振铃 时变电阻
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多路精确稳压输出的数字DC-DC变换器设计 被引量:2
12
作者 侯伟 鄢婉娟 彭健 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第9期1223-1226,共4页
数字电路具有功率密度高、控制方法灵活、参数可调、一致性好、抗干扰能力强、可操控性好等优点,是未来高能量密度、高可靠、智能化电源的发展方向。以常用的XX28512型DC-DC为例,采用推挽拓扑+同步Buck (Buck/Boost)电路结构,设计了一... 数字电路具有功率密度高、控制方法灵活、参数可调、一致性好、抗干扰能力强、可操控性好等优点,是未来高能量密度、高可靠、智能化电源的发展方向。以常用的XX28512型DC-DC为例,采用推挽拓扑+同步Buck (Buck/Boost)电路结构,设计了一款三路独立闭环控制、精确稳压、输出可调的数字DC-DC变换器,通过测试,达到了设计预期。 展开更多
关键词 数字dc-dc变换器 推挽拓扑 同步buck(buck/Boost)
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BUCK DC/DC变换器最优化设计 被引量:8
13
作者 周习祥 杨赛良 《电子设计工程》 2010年第5期168-171,共4页
为了设计出高性能的开关电源,选择性能更为优越的功率半导体器件,改进电路拓扑结构,选择和改进控制电路的控制方式,优化器件的排列布局等成为必然途径。从BUCK DC/DC变换器的基本工作原理着手,设计了主电路参数,运用非线性规划技术对该... 为了设计出高性能的开关电源,选择性能更为优越的功率半导体器件,改进电路拓扑结构,选择和改进控制电路的控制方式,优化器件的排列布局等成为必然途径。从BUCK DC/DC变换器的基本工作原理着手,设计了主电路参数,运用非线性规划技术对该电路进行优化设计,得到最优化模型,然后运用ORCAD PSPICE软件对电路进行仿真.仿真结果表明:运用最优化设计所体现的优越性明显,提高电路设计质量。 展开更多
关键词 buckdc/dc变换器 约束条件 最优化设计 仿真
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DC-DC开关变换器开关工作频率设计 被引量:7
14
作者 皇金锋 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期574-577,共4页
根据DC-DC型开关变换器的工作原理,以Buck型开关变换器为例,讨论了储能电感、滤波电容、输出纹波电压、变换器转换效率与全控型开关器件的工作频率之间的关系,为开关频率的选择提供了理论依据,并进行仿真验证,仿真结果与理论分析一致,... 根据DC-DC型开关变换器的工作原理,以Buck型开关变换器为例,讨论了储能电感、滤波电容、输出纹波电压、变换器转换效率与全控型开关器件的工作频率之间的关系,为开关频率的选择提供了理论依据,并进行仿真验证,仿真结果与理论分析一致,表明了参数计算和选择的合理性。分析的方法和结论为其它类型的DC-DC开关变换器的开关管工作频率的分析和设计提供了有效的分析手段和方法,也为实际DC-DC开关变换器的设计和调试提供了新的思路。 展开更多
关键词 dc-dc变换器 工作频率 buck
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基于STM32的DC-DC降压变换电路设计与实现
15
作者 刘银菊 王龙 《中阿科技论坛(中英文)》 2024年第7期101-104,共4页
文章提出了一种小型可调DC-DC降压变换器的电路系统。该系统由主控板(MCU)、辅助电源、Buck主电路组成,主控板基于STM32F103RC最小系统板设计,辅助电源为MCU和主电路供电,Buck主电路由MOSFET管、电感及滤波电容构成。利用PWM控制,设计... 文章提出了一种小型可调DC-DC降压变换器的电路系统。该系统由主控板(MCU)、辅助电源、Buck主电路组成,主控板基于STM32F103RC最小系统板设计,辅助电源为MCU和主电路供电,Buck主电路由MOSFET管、电感及滤波电容构成。利用PWM控制,设计驱动电路控制MOSFET管的通断;利用反馈电阻实现闭环电压控制,控制算法选用PID,通过改变PWM波的占空比来改变输出电压以达到调压的目的。该降压变换器设计简单、经济适用、通用性强、模块移植性强,适用于低压工作场合,其输入电压为24 V(可适当调整),输出电压在0~20 V连续可调。文章在Buck电路理论分析和仿真实现基础之上,设计了印刷电路板并完成实物制作,物理试验结果验证了该设计的正确性和电路的有效性。 展开更多
关键词 dc-dc变换器 STM32 buck主电路 PID PWM控制 降压变换电路
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基于时间控制技术的双NMOS降压直流转换器
16
作者 梁博文 辛晓宁 +1 位作者 任建 聂彤 《微处理机》 2024年第1期23-26,共4页
为有效降低系统功耗,设计一种基于时间控制的降压直流转换器。该系统架构以时间作为处理变量,使用CMOS级类数字信号,同时不增加任何量化误差。在积分器设计中使用环形振荡器代替传统上的运算放大器,以有效降低功耗。增加延迟线,实现电... 为有效降低系统功耗,设计一种基于时间控制的降压直流转换器。该系统架构以时间作为处理变量,使用CMOS级类数字信号,同时不增加任何量化误差。在积分器设计中使用环形振荡器代替传统上的运算放大器,以有效降低功耗。增加延迟线,实现电压到时间的转换并求和,再利用一个简单的触发器产生PWM调制信号。本设计基于时间的控制,消除了高带宽误差放大器和模拟控制器中对脉宽调制器的需求,以及数字控制中对高分辨率ADC的需求,兼具数字和模拟控制的优点。通过测试表明,本设计整体架构仅使用7.6μA静态电流即可实现控制。 展开更多
关键词 buck电路 dc-dc转换器 低功耗 时间控制技术
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光伏系统用的双向DC-DC变换器设计 被引量:5
17
作者 黄强 唐杰 李文钊 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第1期85-87,共3页
研究了一种应用于光伏系统的双向DC-DC变换器,给出了主电路拓扑结构,结构由同步整流Buck-Boost电路组成,具有相互独立的控制环节。详细分析了主电路的工作原理和硬件电路。设计了基于STM32F334C8T6的变换器硬件系统、信号采集电路和驱... 研究了一种应用于光伏系统的双向DC-DC变换器,给出了主电路拓扑结构,结构由同步整流Buck-Boost电路组成,具有相互独立的控制环节。详细分析了主电路的工作原理和硬件电路。设计了基于STM32F334C8T6的变换器硬件系统、信号采集电路和驱动电路等硬件电路。样机实验结果表明:Buck模式时输出电压能稳定在12 V左右;Boost模式时,输出电压能稳定在24 V左右,且动态性能良好。 展开更多
关键词 光伏系统 双向dc-dc变换器 同步整流buck/Boost
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串联型光伏中压直流变换器及控制策略 被引量:4
18
作者 王环 黄欣科 +1 位作者 王一波 许洪华 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期230-237,共8页
为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行... 为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行范围。与常规隔离型buck-boost电路相比,文章拓扑中只有低压侧电路含有可控开关管,简化了拓扑控制,使拓扑更适用于中压场合。文章分析了新型直流变换拓扑工作原理,并推导了不同工况下拓扑的电压增益,提出了适应不同运行工况的变换器控制策略。根据文章策略开发了3 kV/90 kW直流变换模块和20 kV/500 kW串联型光伏直流变换器,测试结果证明设备能够稳定运行。 展开更多
关键词 直流变换器 光伏 串联 中压直流 buck-boost拓扑
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一种新的应用于降压式DC-DC变换器电流采样电路的设计 被引量:5
19
作者 皮常明 徐翊华 +2 位作者 周文君 王晓南 李文宏 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期281-286,共6页
在分析了传统的应用于大负载电流降压式DC-DC变换器电流采样电路主要缺点的基础上,提出一种新的应用于降压式DC-DC变换器的电流采样电路。该方法通过一个电阻电容网络来消除电感寄生电阻的影响,并利用开关电容积分器来实现降压式DC-DC... 在分析了传统的应用于大负载电流降压式DC-DC变换器电流采样电路主要缺点的基础上,提出一种新的应用于降压式DC-DC变换器的电流采样电路。该方法通过一个电阻电容网络来消除电感寄生电阻的影响,并利用开关电容积分器来实现降压式DC-DC变换器的电流采样,在Chartered 0.35μm CMOS工艺下实现该电路并流片验证。最终的测试结果显示,提出的电流采样电路实现了对降压式DC-DC变换器精确的电流采样。 展开更多
关键词 降压式dc-dc变换器 电流采样 开关电容积分器
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BUCK转换器中的分岔与混沌研究 被引量:3
20
作者 朱雪丰 徐冬亮 +1 位作者 舒秀发 张新国 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期3387-3389,3394,共4页
BUCK开关转换器是一种典型的分段光滑动力学系统,改变转换器的电路参数条件会产生许多动力学行为。我们建立了电路的动力学方程,改变电路各参数,采用数值仿真的方法来分析了转换器的分岔和混沌现象。这对于研究其它DC-DC转换器具有一般... BUCK开关转换器是一种典型的分段光滑动力学系统,改变转换器的电路参数条件会产生许多动力学行为。我们建立了电路的动力学方程,改变电路各参数,采用数值仿真的方法来分析了转换器的分岔和混沌现象。这对于研究其它DC-DC转换器具有一般意义。在这里采用的是MATLAB软件,并讨论了仿真时一些问题。 展开更多
关键词 buck dc-dc转换器 数值仿真 非线性系统 分岔 混沌
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