开关变换器动力学建模与分析PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 开关变换器非线性建模方法 1

1.1.1 频闪映射离散模型 2

1.1.2 S开关映射离散模型 3

1.1.3 A开关映射离散模型 3

1.2 开关变换器非线性动力学分析方法 4

1.2.1 时域图和相轨图 4

1.2.2 分岔图 4

1.2.3 Lyapunov指数 5

1.2.4 雅可比矩阵与Floquet乘子 6

1.2.5 庞加莱截面 7

1.2.6 功率谱 8

1.3 研究现状及应用价值 8

1.4 本章小结 9

参考文献 9

第2章 电压型PWM控制开关变换器动力学建模与分析 13

2.1 单缘调制电压型控制开关变换器 13

2.1.1 前缘调制电压型控制 13

2.1.2 后缘调制电压型控制 16

2.2 双缘调制电压型控制开关变换器 17

2.2.1 工作原理 17

2.2.2 离散映射建模 19

2.2.3 动力学行为分析 21

2.2.4 雅可比矩阵的特征值运动分析 26

2.3 归一化PWM调制电压型控制开关变换器 29

2.3.1 归一化PWM及离散映射建模 29

2.3.2 动力学行为分析 34

2.3.3 z域建模分析 37

2.4 本章小结 43

参考文献 43

第3章 电压型PFM控制开关变换器动力学建模与分析 45

3.1 电压型COT控制开关变换器 45

3.1.1 工作原理 45

3.1.2 异步开关离散时间建模 47

3.1.3 输出电容ESR对变换器稳定性和工作模式的影响 51

3.1.4 仿真结果 54

3.1.5 实验结果 55

3.2 电压型CFT控制开关变换器 56

3.2.1 工作原理 56

3.2.2 异步开关离散时间建模 57

3.2.3 电路参数对变换器稳定性和工作模式的影响 61

3.2.4 理论分析与实验验证 67

3.3 本章小结 70

参考文献 70

第4章 电流型PWM控制开关变换器动力学建模与分析 72

4.1 峰值电流控制开关变换器 72

4.1.1 二维离散迭代映射模型 72

4.1.2 倍周期、边界碰撞和切分岔行为 74

4.1.3 实验结果 75

4.2 谷值电流控制开关变换器 77

4.2.1 二维离散迭代映射模型 77

4.2.2 倍周期和边界碰撞分岔行为 79

4.2.3 实验结果 80

4.3 斜坡补偿电流型PWM控制开关变换器 81

4.3.1 电感电流边界 81

4.3.2 二维离散迭代映射模型 83

4.3.3 最大Lyapunov指数 84

4.3.4 混沌镇定控制及工作模式转移机理 85

4.3.5 实验验证 88

4.4 本章小结 90

参考文献 90

第5章 电流型PFM控制开关变换器动力学建模与分析 91

5.1 电流型COT控制Buck变换器 91

5.1.1 工作原理 91

5.1.2 次谐波振荡现象 92

5.1.3 降阶异步开关离散时间建模 93

5.1.4 雅可比矩阵及其特征值 95

5.1.5 动力学行为分析 96

5.1.6 近似异步开关离散时间模型 97

5.1.7 近似稳定条件及参数稳定区域 98

5.1.8 理论分析与实验验证 100

5.2 电流型CFT控制Boost变换器 102

5.2.1 工作原理 102

5.2.2 次谐波振荡现象 102

5.2.3 降阶异步开关离散时间模型 104

5.2.4 分岔行为分析 106

5.2.5 近似异步开关离散时间模型 106

5.2.6 稳定性分析及参数稳定区域 107

5.2.7 实验验证 109

5.3 本章小结 110

参考文献 110

第6章 V2型控制开关变换器动力学建模与分析 112

6.1 峰值V2控制Buck变换器 112

6.1.1 含输出电容ESR的Buck变换器状态方程 112

6.1.2 二维离散映射模型 113

6.1.3 分岔分析 115

6.1.4 雅可比矩阵与特征值 119

6.1.5 最大Lyapunov指数 121

6.1.6 仿真分析 122

6.2 谷值V2控制Boost变换器 125

6.2.1 含输出电容ESR的Boost变换器状态方程 125

6.2.2 输出电压边界 126

6.2.3 二维离散映射模型 127

6.2.4 分岔分析 128

6.2.5 稳定性分析 130

6.2.6 最大Lyapunov指数 131

6.2.7 仿真分析 132

6.3 斜坡补偿V2型控制开关变换器 133

6.3.1 工作原理 133

6.3.2 斜坡补偿机理 134

6.3.3 二维离散映射模型 135

6.3.4 分岔分析 136

6.3.5 仿真分析 137

6.4 实验验证 138

6.4.1 峰值V2控制Buck变换器 138

6.4.2 谷值V2控制Boost变换器 139

6.5 本章小结 140

参考文献 140

第7章 开关变换器的对称动力学行为 142

7.1 开关变换器控制技术的对称性 142

7.2 电流型控制开关变换器的对称动力学行为 143

7.2.1 一维离散迭代映射与边界方程 143

7.2.2 对称分岔行为 145

7.2.3 对称Lyapunov指数 150

7.2.4 对称时域波形及相轨图 151

7.2.5 实验验证 154

7.3 斜坡补偿电流型控制开关变换器的对称动力学行为 155

7.3.1 斜坡补偿一维离散迭代映射 155

7.3.2 斜坡补偿工作区 156

7.3.3 对称动力学行为 159

7.3.4 实验结果 161

7.4 V2型控制开关变换器的对称动力学行为 162

7.4.1 二维采样数据模型 162

7.42 对称分岔行为 164

7.4.3 对称时域波形及相轨图 165

7.5 本章小结 167

参考文献 167

第8章 电流型负载开关变换器的动力学行为 169

8.1 峰值电流控制电流型负载开关变换器 169

8.1.1 复杂次谐波振荡现象 170

8.1.2 离散迭代映射 171

8.1.3 分岔图分析 173

8.1.4 快标和慢标分岔理论分析 174

8.2 谷值电流控制电流型负载开关变换器 177

8.2.1 离散迭代映射 178

8.2.2 分岔图分析 178

8.2.3 复杂次谐波振荡现象 180

8.3 电流型负载开关变换器的镇定控制 181

8.3.1 离散迭代映射 181

8.3.2 分岔图分析 182

8.3.3 动力学行为分布 185

8.3.4 时域分析与实验验证 187

8.4 采用复合输出电容的电流型负载开关变换器 189

8.4.1 离散迭代映射 189

8.4.2 动力学行为分析 192

8.4.3 时域分析与实验验证 196

8.5 本章小结 199

参考文献 200

第9章 离散脉冲调制开关变换器的动力学行为 202

9.1 脉冲序列调制开关变换器 202

9.1.1 工作原理 202

9.1.2 低频振荡现象产生机理及其抑制 203

9.1.3 实验验证 206

9.2 脉冲跨周期调制开关变换器 207

9.2.1 工作原理 207

9.2.2 低频振荡机理分析 208

9.2.3 输出电容ESR对低频振荡的影响 209

9.3 双频率调制开关变换器 212

9.3.1 工作原理 212

9.3.2 动力学模型 212

9.3.3 多周期行为分析 214

9.4 多频率调制开关变换器 218

9.4.1 工作原理 218

9.4.2 一维离散迭代映射模型 219

9.4.3 分岔分析 220

9.4.4 最大Lyapunov指数 223

9.4.5 自相似和混频现象分析 224

9.5 本章小结 227

参考文献 227

附录 动力学仿真方法、模型及Matlab源程序 229

附录A 时域波形和相轨图 229

附录B 庞加莱截面 230

附录C 分岔图 230

附录D 最大Lyapunov指数谱 231