Buck-Boost电路稳态与小信号分析：优化与设计关键

Buck-Boost电路建模及分析是一篇关于直流-直流（DC-DC）开关变换器的研究论文，主要关注Buck-Boost电路这一特殊的电路拓扑，它是DC-DC变换器中的一种，由于其独特的特性——输出电压极性与输入电压相反，且输出电压范围可以大于或小于输入电压，使得它在实际应用中非常常见，尤其是在需要灵活电压调节的场合。 论文首先介绍了DC-DC开关电源的基本概念，明确了其在现代电力系统中的重要作用，即提升电能质量，将原始电源转化为高质量的直流电。直流开关电源的核心是DC-DC变换器，其中Buck、Boost和Buck-Boost是三种常见的电路结构，如图1-1所示。 文章的重点部分是对Buck-Boost电路的深入分析。在稳态分析中，作者详细阐述了电路的工作原理，通过计算得出两种工作模式下的电压转换关系，包括如何根据占空比确定输出电压、最小最大电感电流的计算公式以及输出纹波电压的控制策略。通过构建状态空间模型，并利用MATLAB进行仿真，证实了理论分析的正确性，确保了电路性能的精确预测。 在小信号分析方面，论文探讨了输出电压与输入电压之间的传递函数，这有助于理解电路在低频交流信号下的动态响应。作者对电路的零极点进行了分析，并通过绘制波特图来验证理论推导，这有助于优化电路的滤波性能和稳定性。 总结来说，这篇论文通过对Buck-Boost电路的稳态和小信号分析，不仅提供了理论上的建模方法，还通过MATLAB仿真展示了实际操作中的应用效果，这对于开关电源的设计者和工程师来说，是优化电路性能、提高设计效率的重要参考依据。通过深入理解Buck-Boost电路，设计师能够更好地掌握这种电路的特点和使用限制，从而在实际应用中实现更高效、稳定的电源转换。