Buck-Boost电路的稳态与小信号分析：MATLAB仿真详解

Buck-Boost电路建模及分析是一篇深入探讨DC-DC开关变换器的重要研究论文。DC-DC变换器作为开关电源的核心组成部分，其设计和分析对于提升电源系统的性能和效率至关重要。Buck-Boost电路以其独特的电路结构，即输出电压与输入电压极性相反且输出电压幅度可以高于或低于输入电压，使其在实际应用中备受欢迎。 文章首先从直流开关电源的背景谈起，强调了其在电力转换中的作用，将不稳定的原始电源转化为高质量的直流电源。直流开关电源主要包括Buck、Boost和Buck-Boost等基本电路拓扑，其中Buck-Boost电路因其灵活性和简单性而受到关注。 在稳态分析部分，作者详尽地解释了Buck-Boost电路的工作原理，推导出了两种工作模式下的电压转换关系，并提供了计算输出电压、最小最大电感电流和输出纹波电压的方法，这些都依赖于电路的占空比参数。接着，通过建立状态空间模型，作者在MATLAB环境中进行了仿真，验证了理论分析结果与实际电感电流和输出电压变化的一致性。 小信号分析是另一核心内容，作者探讨了电路在处理低频交流小信号时的传递特性，通过推导输出电压与输入电压之间的传递函数表达式，分析了电路的零极点特性，并通过绘制波特图来证实理论分析的准确性。这种分析有助于理解和优化电路的动态行为和稳定性。 本文通过对Buck-Boost电路的全面建模和深入分析，不仅揭示了其基本工作原理，还提供了实用的设计工具和方法，为改进DC-DC开关电源的性能和设计提供了理论依据。对于从事开关电源设计、电力电子系统研究的工程师和技术人员来说，这是一篇极具价值的参考资料。