Buck变换器的模型构建及其参数辨识分析

Buck变换器的模型建立及其参数辨别剖析前言跟着电力电子技术的日趋发展，电力电子变换器在工业、航空、信息家产等领域获取了愈来愈宽泛的应用。Buck变换器是一种构造比较简单，应用十分宽泛的DC/DC降压变换器，也愈来愈多地应用在很多大功率电压变换场合。所以，对其靠谱性和可保护性的要求也愈来愈高。元器件的软故障，如电容、变压器、电感、开关器件特征劣化等参数性故障，会降低变换器的工作性能和安全性，影响输出指标，严重的会引起开关器件短路或开路故障，进而前言跟着电力电子技术的日趋发展，电力电子变换器在工业、航空、信息家产等领域获取了愈来愈宽泛的应用。Buck变换器是一种构造比较简单，应用十分宽泛的DC/DC降压变换器，也愈来愈多地应用在很多大功率电压变换场合。所以，对其靠谱性和可保护性的要求也愈来愈高。元器件的软故障，如电容、变压器、电感、开关器件特征劣化等参数性故障，会降低变换器的工作性能和安全性，影响输出指标，严重的会引起开关器件短路或开路故障，进而造成严重的经济损失。所以，有必需研究变换器的参数辨别方法以实现参数性故障诊疗，进而为故障趋向判断和预知保护创建条件。本文经过成立Buck变换器的模型，而且在这一模型的基础上，经过最小二乘算法获取了的变换器参数辨别的方法。这类方法合用于CCM和DCM工作模式的变换器的参数辨别，能够推行到其余开关变换器，而且能够被应用于在线参数辨识和故障自动诊疗系统。经过对变换器的滤波电感、滤波电容及其等效串连电阻的参数辨别的实验，考证了这一方法的有效性和正确性。1Buck变换器的模型建立Buck变换器电路如图1所示。图1Buck变换器在Buck变换器建模中，开关器件被视作理想器件。电容的等效串连电阻(ESR)是权衡电容能否正常的一个很重要的参数，同时它对电路的性能有较大的影响，特别是对输出电压的纹波影响较大，故在建模过程中予以考虑，而且在参数辨别过程中也作为一个参数来进行辨别。而电感的ESR因为其影响较小，所以建模中不予考虑。变换器的等效电路图如图2所示。图

2Buck

变换器等效电路图在CCM工作模式下，变换器会在两种正常的工作状态下运转，即

s1=1，s2=0和s1=0，s2=1。在DCM工作模式下，变换器会在三种正常的工作状态下运转，即s1=1，s2=0、s1=0，s2=1和s1=0，s2=0。联合各样状态下变换器的微分方程组，能够概括推导出变换器的模型为＋(s1＋s2)×＋s1（1）s1及s2不可以同时为1。2Buck变换器的参数辨别2.1Buck电路参数辨别的基来源理对式（1）作失散化办理，能够获取[s1(t－1)＋s2(t－1)]×＋s1(t－1)（2）采纳递推最小二乘法作参数辨别，t能够作为第t次观察数量，各矩阵定义以下：φ(t)={i(t－1),uo(t－1),[s1(ts2(t－1)]×uo(t－1),s1(t－1)}T

－1)＋s2(t（3）

－1)]i(t

－1),[s1(t

－1)＋θ1=[1,0,0,

－T/L,ET/L]T

（4）θ2=

（5）x1(t)=φT(t)θ1（6）x2(t)=φT(t)θ2（7）于是，经过最小二乘法，能够得出一组递计算法：(t＋1)=(t)＋k(t)[xn(t＋1)－φT(t＋1)(t)]（8）k(t)=p(t)φ(t＋1)[1＋φT(t＋1)p(t)φ(t＋1]－1（9）p(t＋1)=p(t)－k(t)φT(t＋1)p(t)（10）式中：n取值为1，2。将式（2）写成参数表达形式=＋[s1(t－1)＋s2(t－1)]＋s1(t－1)11）剖析中我们发现，式（2）右侧第一和第二项之间有有关性。当s1＋s2的值为1，即s1及s2之中起码有一个开关是导通时，第一项和第二项的状态项是同样的，当s1及s2的值为0，即s1及s2都是关断时，第二项的值一直为零，因此，理论上固然其实不是相对应的收敛于a11，h11，a21，h21，a12，h12，a22，h22，但却应当分别收敛于a11＋h11，a21＋h21，a12＋h12，a22＋h22。经过仿真也证明了这点。于是能够用这些值来进行应辨别参数的计算。由所获取的过程参数预计值能够计算出需要辨别的参数值以下：2.2Buck电路参数辨别实验实验系统的