电流模式控制SEPIC变换器的设计与仿真分析.doc

摘  要：近年来，随着电子技术的快速发展，各类便携式电子设备、可穿戴设备在人们的生活中得到了广泛的使用。SEPIC变换器因具有升降压功能、输入输出电流脉动小、输入输出电压极性相同等特点，因而被广泛地应用于电池供电的便携式电子设备中。电流模式控制因瞬态响应速度快，易实现限流、均流等，被广泛应用于开关电源。

本文将以电流模式控制SEPIC变换器为例，设计了其电路参数并仿真分析了关键电路参数对变换器稳定性的影响。首先，本文根据SEPIC变换器的工作原理，定量分析了各状态量间的数学关系，设计并确定了SEPIC变换器电感L1、电感L2、输出电容C2、耦合电容C1等主要电路参数；其次，分析了电流模式控制SEPIC变换器的工作原理，搭建了其PSIM仿真电路模型，并仿真分析关键电路参数对SEPIC变换器的稳定性影响；最后，根据仿真结果绘制R-L1、E-R、E-Iref、Iref-R、L1-R和L1-Iref这六个参数平面的稳定边界。

本文的仿真分析结果，有助于电流模式控制SEPIC变换器的电路设计和参数选取。

关键词：SEPIC变换器；电流模式控制；PSIM仿真；稳定性；

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2开关变换器拓扑结构-2

1.3 DC-DC变换器的控制方法-3

1.4 SEPIC变换器的工作原理与模态分析-3

1.4.1 工作原理-3

1.4.1 模态分析-4

1.4.3 电压增益M-6

1.5 电流模式控制-7

1.5.1 电流模式控制的基本原理及特点-7

1.5.2 峰值电流模式控制-8

1.5.3 谷值电流模式控制-9

1.5.4 平均电流模式控制-9

2 SEPIC变换器的参数设计与不同占空比仿真分析-10

2.1 参数设计-10

2.2 不同占空比仿真分析-11

3  电流模式控制SEPIC变换器的稳定性仿真分析-13

3.1 PSIM电路建模-13

3.2仿真与分析-15

3.2.1 输入电压E对稳定性的影响-15

3.2.2 电感L1对稳定性的影响-16

3.2.3 参考电流Iref对稳定性的影响-18

3.2.4 负载电阻R对稳定性的影响-19

3.3 不同参数平面的稳定边界-21

3.3.1 E – L1平面的稳定边界-21

3.3.2 E – R平面的稳定边界-22

3.3.3 E – Iref平面的稳定边界-23

3.3.4 Iref– R平面的稳定边界-24

3.3.5 L1– R平面的稳定边界-25

3.3.6 L1 – Iref平面的稳定边界-26

4 结论-27

参 考 文 献-28

致 谢-30