变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究

论文摘要

本文主要是对DC-DC开关变换器进行综合的研究,在电子元件方面,提出了磁集成技术,主要讨论了电感与电感、电感与变压器的集成,在磁集成的基础上提出了一种平面磁集成—阵列式磁集成,并对这种磁集成进行建模与仿真。磁集成技术主要目的是使开关变换器变得“短、小、轻、薄”,根据开关变换器的非线性特性,本文提出了变结构控制理论。本文前三章讨论了磁集成技术,从第四章开始,用变结构算法对Buck、Boost、以及Cuk变换器进行讨论,在Cuk变换器中,两个电感理论上采用阵列式磁集成,选用TMS320F2812实现变结构控制算法,并用Matlab对电路进行仿真,结果表明:变结构控制算法比传统的PWM技术更具有优越性,主要表现在动态响应快、鲁棒性强、稳态范围宽、控制实现简单。(注:该课题来源于国家自然基金—薄膜集成磁件阵列化集成理论研究（项目批准号50607007）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 磁集成技术简介及其国内外发展概况
• 1.2 平面磁集成技术
• 1.3 变结构控制
• 1.4 本文的选题意义和研究内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 磁件分析方法
• 2.1 磁件等效电路的建立
• 2.1.1 磁件电路模型的建立方法
• 2.1.3 磁集成对磁件的影响
• 2.2 电感与电感集成
• 2.3 电感与变压器集成
• 2.3.1 解耦集成
• 2.4 本章小结
• 3 阵列式平面集成磁件原理
• 3.1 APIM 提出的理论基础
• 3.2 电感+电感的 APIM（APIM-L+L）
• 3.2.1 APIM-L+L 的结构、等效电路及磁集成原理
• 3.2.2 APIM-L+L 等效电路
• 3.3 本章小结
• 4 变结构控制
• 4.1 滑模变结构控制的基本概念
• 4.2 滑模变结构控制的性质
• 4.3 滑模变结构控制的设计要点
• 4.4 滑模变结构控制中存在的问题及其改进措施
• 4.5 本章小结
• 5 DC/DC 变换器的滑模变结构控制设计
• 5.1 变结构控制中常用的数学分析方法
• 5.1.1 应用李导数设计滑模面的一般性结论
• 5.2 电子变换器的分段线性状态方程的建立
• 5.2.1 Buck 变换器的分段线性状态方程的建立和推导过程
• 5.3 Buck 变换器滑模控制的设计
• 5.3.1 Buck 变换器滑模控制的理论分析
• 5.3.2 滑模变结构控制的 Buck 变换器性能分析
• 5.4 boost 变换器的变结构控制
• 5.4.1 Boost 变换器的滑模控制设计与理论分析
• 5.5 本章小结
• 6 基于 DSP 的 Cuk 变换器的设计
• 6.1 Cuk 变换器的时变滑模变结构控制设计与理论分析
• 6.2 系统的硬件设计
• 6.2.1 系统参数设计
• 6.2.2 硬件逻辑框图
• 6.2.2.1 DSP 的介绍以及在本系统中的功能
• 6.2.2.2 输入电压采集电路
• 6.2.2.3 电感电流的采集
• 0的采样'>6.2.2.4 输出电压V₀的采样
• 6.2.2.5 驱动电路设计
• 6.3 系统软件设计
• 6.3.1 软件结构
• 6.3.2 程序流程图
• 6.4 Cuk 变换器的变结构控制仿真结果
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果