脈寬調變式交換式電源供應器之模型化分析與設計

Abstract

本論文探討以脈寬調變型式控制的直流－直流功率轉換系統的數學模型與補償迴路設 計，以數學模型為基礎分析此系統的靜態與動態特性，藉此進一步設計穩壓補償迴路 ，以改進其性能，同時發展出模擬程式，提供直流－直流轉換器的直流分析（dc ana lysis ）、暫態分析（transient analysis）與頻率響應分析等。論文內容包含建立 直流－直流轉換器的小訊號線性化模型與大訊號暫態時域模擬法則，以及根據所得到 的模型，進行穩壓補償迴路的設計。本論文對於以脈寬調變型式控制的直流－直流轉 換器之靜態與動態特性作了深入的探討，而且分別以平均化方法與離散狀態空間方法 來建立其小訊號線性化模型。對於大訊號動態響應，以計算機模擬暫態時域響應來分 析其特性。同時將模擬結果與實際量測之時域響應與頻率響應進行比較，以確定建立 模型之正確性。而在穩壓補償迴路的設計上，採用具有穩健性特點的LQG/LTR 設計方 法，使系統於不同工作點皆能正常工作，並且提高其性能。本論文之分析、模擬與設 計闖入體，均建立在MATLAB程式之上，可在IBM-PC上執行，研究成果將有助於直流－ 直流轉換器的分析模擬，並可以計算機輔助的方式進行設計。