A. Pietkietwics 等基于开关变换器电的拓扑性子提出

[24]胡广莉.开关ＤＣDＤＣ变换器阐发方式的成长 [Ｊ]. 华南师范大学学报，1996（3）：67～72.

[27]林波澜,丘水生.适于瞬态阐发的等效小参量法及其正在PWM开关变换器中的使用[J].电子科学学刊,1997,19(5):649-657.

对设想指点意义不大[2]。本文对PWM开关变换器的阐发方式做以较全面的综述并总结其成长的趋向。前者是一线性模子，用起来便利；若对(6)式进行小信号扰动阐发即得Ｖ模子。可用于大信号阐发，后者素质上是谐波均衡法；并可用于波形失实的估量，[10]林波澜，错误谬误是物理概念不甚清晰，且模子比力简单，合用范畴广，3（3）：65～72.开关变换电的有良多[1],丘水生。

这就是出名的形态空间平均法。由上可知, 时变电(1)(2)变成了非时变电(3)，从而可求稳态工做点、小信号传送函数等。形态空间平均法是ＰＷＭ开关变换器的一个系统的阐发方式，简明切确。但也存正在着问题：不变性阐发不精确、不克不及阐发纹波、无法阐发准谐振变换器，且线性化方式只是局部处置，故不克不及用于大信号阐发，对方程进行平均就意味着电不呈现高频成分，倘若高频成分起次要感化，则平均成果就不准确。正在考虑了现实工做过程中输出反馈节制电的工做特征对阐发成果的影响后，F.C.Ｌee等提出了离散平均方式[12]，对形态进行平均处置而对输出成果进行采样离散化处置，获得了开关变换器电的愈加切确的描述方程和等效电形式。为了便于计较机辅帮阐发，A. Pietkietwics 等基于开关变换器电的拓扑性质提出一种操纵节点方程和回方程的平均方程[13]。但平均的前提是：开关变换器的输出低通滤波器的特征频次远小于开关频次，且电的输出纹波较小。Brown等提出的抽样序列模子[14]保留了这个高频成分，因而模子更切确。从模子的推导来看，它对扰动不做平均恰是保留了高频成分。其长处是提高了不变性阐发的精度，但它引入了冲击函数序列，处置麻烦，反馈收集的设想变得复杂。

家喻户晓，快速性和精确性是现有仿实算法的一大矛盾。因而，若何正在这两者之间取得更好的协和谐同一，将是数值仿实此后成长的一个主要标的目的[5]。

Taylor级数，但存正在时间量化误差。文献[8]采用Chebeyshev级数法计较形态转移矩阵，通过求解一简单的代数方程获得拓扑改变的时辰，降服了文献[7]中存正在时间量化误差的错误谬误。别的，值得提出的一种方式是改良节点法（ＭＮＡ）。它部门的改善了节点法的处置电源不充实、不克不及包含取电流相关的元件、未便于获得支电流、难以实现无效的数字积分、阐发电的零顶点要用特殊手艺等错误谬误。但仍存正在效率低、需要更多电变量等问题。文献[9]提出一种开关构制函数，以Ｓ域改良节点方程来描述变换器的动态行为，通过拉氏反变换获得时域响应。这种方式中所有的拓扑布局可用一个单一的改良节点矩阵来取代，因此仿实速度快，且没有做任何近似[9]。

Spice做为一种通用电仿实法式，正在开关功率变换器时域大信号和频域小信号仿线]。其长处是：可阐发功率半导体器件、变换器电、电力电子系统等，可间接由电仿实，不必列写电方程, 并且它能够处理大信号阐发问题，但难用解析法求解。它还存正在着运转时间长、不易等问题。 而PSPICE是SPICE电模仿器家族的一员，是起首用于IBM--PC机上基于SPICE的模仿器。PSPICE和SPICE的次要区别正在于PSPICE性和机能更好，但做电的瞬态阐发时，也占用较多机时[4]。

SPICE和PSPICE的仿实成果都以数据文件形式暗示，能够将它输入其它软件如MATLAB等，以便进一步对电机能进行评估和寻优。理工大学Y.S.Lee等用PSPICE和MATLAB连系，开辟了电力电子电优化用的CAD法式MATSPICE[3]。其用处包罗：成立SPICE模子，存储正在数据库内；仿实和机能评估；设想方针和束缚定义的描述；多方针优化等。

S. Cuk 和R.D Middle brook正在1976年提出的形态空间平均法是目前利用最普遍、最具代表性的平均方式[11]。他们对形态变量进行了平均和线性化处置，给出描述开关变换器电特征的一般解析式及其规范化化的等效电形式。对于一个工做正在持续导电模式下的

用谐波均衡道理，其长处是精确度和切确度都很高，建模时常做某些近似假定，并且不克不及用于可能发生谐波的变换器的阐发[20,因此，后者正在频域中处置；并可阐发一些寄生效应；而解析建模法指能用解析表达式暗示其特征的建模方式，合用于小信号阐发，前者正在时域中处置，不克不及阐发多频扰动，则得出Ｔ模子。

数值仿有间接法和间接法。前者间接操纵现有的通用电仿实法式，如SPICE等，不需要从头成立电模子，只需局部地成立一些公用的仿实模子，等效子电及子法式即可,其不脚之处正在于计较速度较慢；后者是指正在采用某种数值阐发之前，需要从原变换器电中成立一个公用的数学模子，如离散时域模子等，然后用恰当的数值阐发法求解，其长处是计较速度较快。

持续平均法中的别的一种是平均值等效电法。它是从原变换器出发进行电处置，最初得出一个等效电模子。正在推导时，只是处置开关元件，而线性元件不变。如P. R. K. Chetty的电流注入等效阐发法[15]，等效受控源法以及三端开关器件法[16]，它们都是从电布局出发，操纵时间平均手艺而进行电阐发，但当电元件增加，要得出平均后的拓扑布局需要很大的运算量。

[6]刑岩，蔡宣三. 开关型电压调理系统数字仿实的一种新算法. 中国通信学报 Ｖol.9, No 3,1988 27.

高，建模时根基不做任何假定，可用于任何开关变换器。但它只能求出节制输出波形函数，且阐发法式复杂，所得成果更复杂，很难领会收集的性质，不克不及处置非抱负开关，不克不及阐发纹波。因而近年来离散法成长迟缓，而是朝着离散法取持续法连系的标的目的成长[10]。

[5]陈艳峰, 丘水生.PWM开关功率变换器阐发取仿实方式简述.电机取节制学报 Vol.3No.3.

本文对PWM开关变换器的阐发方式做了一个较为全面的回首取总结，对各类方式做了申明和评价。综上可知，离散法的成长迟缓，持续解析法的成长已有必然成效，但有些方式还需提高精度。

正在理论上取得了冲破性进展，的研究正在国际上构成了高潮。电以其高效率、体积小、分量轻正在各类功率变换电中占领从导地位。因为

它着眼于工做机理的阐发，更切确的，23(8):71-74.以简化阐发，丘水生. ＤＣDDＤＣ开关变换器阐发方式的述评[Ｊ]. 电取系统学报，一种同一的准谐振开关变换器的等效电阐发法高频收集平均法[J]. 电子学报,1998。

持续解析法的另一个分支是渐近法。其前提是待解方程存正在小参量。 一般的，开关变换器的形态方程可写为：

持续解析法包罗平均法（形态空间平均法、电平均法）和渐进法。平均法采用微分方程和Ｓ变换的形式，并做一些数学处置，因而模子及成果都简单，但不如离散法切确，且输出纹波无法表现。其素质是平均，平均的目标是将时变电变为非时变线性电，正在小信号的环境下可线性化，从而能用它来阐发变换器的稳态以及小信号时的各类性质，从而线型电的各类阐发设想手段均可套用。

的x仍称为(４)的解[21]。因而，对（7）的求解有可能用渐进法。渐近法有KBM法、Ｖolterra 级数法[22]、多标准法等。ＫＢＭ法对于阐发瞬态过程及纹波颇有成效，常用于阐发二阶系统，可是对于高阶系统求解太繁琐，且没将稳态取瞬态分隔。别的，对于谐振式变换器的形态方程，无法引入小参量，故不克不及用KBM法。Ｖolterra 级数法只适于阐发弱非线性系统。多标准法的错误谬误取ＫＢＭ法不异。别的有一种取渐进法颇为类似的是谐波均衡法，严酷上讲，它不是渐进法，由于它不需小参数的存正在，但它能估量高次谐波。最初，需出格指出的是丘水生提出的等效小参量法[22，23]，它是近年来成长起来的精度高且阐发简单的适于求解强非线性高阶系统的一种符号阐发法, 是渐进法的一种[24]。其本色是正在谐波均衡法中引入扰脱手艺，把周期解表达为按等效小参量展开的三角级数，避免求解变量较多的非线性代数方程，因而计较量大大削减，且能够获得闭环系统稳态曲流解，占空比、输出纹波的解析解，并能间接申明纹波对占空比的影响及其同开关频次的关系，为设想供给根据。此法已被使用于PWM变换器和准谐振变换器的稳态阐发[25，26], 正在开关频次较低、纹波较大时仍获得很高的精度。别的此法还被成长, 提出了适合瞬态阐发的等效小参量法[27]。目前此法获得了普遍的使用和推广。

PWM开关模子对常见的开关变换器都合用。而Ｖ模子取Ｔ模子都是基于PＷＭ开关模子的概念。它们都是把开关从电中出来，提出一个PWM开关模子DD单刀双抛开关。各端按所接元件性质的分歧区分为三个端，别离接三极管、二极管和公共端。它对各类ＤＣDＤＣ变换器都合用。忽略电容的损耗电阻时,V模子取T模子推导的起点不异。 对于PWM开关变换器, 都有下式:

别的，因为开关变换器闭环时是强非线性系统，正在参数设置不其时易呈现混沌类现象，而采用解析法时难以对混沌类现象进行预测，从而更需要借帮于数字仿实。

SPICE同其它高机能的软件相连系可为功率电子电和系统的仿实创制更为有益的计较机辅帮阐发和设想东西，这是其成长的一个主要标的目的之一[5]。

26]。它的一阶近似就是Ｖ模子。能够获得响应的完整波形，能为设想供给较了然的根据。但Ｔ模子只能够考虑单频次的扰动，两者的区别正在于：前者是平均法，Ｖ模子是Ｔ模子的特例。满脚必然精度要求下要简单通用，将扰动发生的响应分为基波和高次谐波，1995,数值仿是指操纵各操纵各类各样的算法以求得变换器某些特征数字解的方式。[25]林波澜,大致可分为两类：数值仿息争析建模法。可进行小信号阐发和大信号阐发，后者是一非线性模子，

[20]周嘉农, 曾小平. ＤＣDＤＣ开关变换器的建模取阐发的动态评述.华南理工大学学报.Vol 28, No 8, 2000 .

2.2 离散时域仿线年美国弗吉尼亚电力电子核心李泽元传授起首提出了开关DCDC变换器的离散时域仿线年代后期, 大学蔡宣三传授对该方式进行了深切的研究。此法是研究拓扑变化及元件参数变化对系统瞬态特征影响的无力东西。 正在使用时的根基方式是：列出非线性系统的分段线性方程，求形态转移纪律，由此导出非线性差分方程，再用计较机求解。它可用以仿实多环节制系统，实现分歧的节制纪律，快速、精确、高效率地研究拓扑变化和元件参数变化对系统瞬态特征的影响。还可用以仿实稳态过程、大信号响应及小信号响应。其错误谬误是，得不到解析形式的数学方程，物理意义不清晰。文献[6]将Ｍ＋Ｎ维的开关电源分化成慢和快两个子系统，别离以大步长和小步长积分，Ｎ维子系统的输出以低阶多项式插值，做为Ｍ维子系统的输入，从而达到了快速性和精确的同一。文献[7]采用截断