Buck变换器参数辨识方法构建与验证

Buck变换器参数辨识的研究旨在通过高效的方法精确测量并识别电路中的关键参数，包括滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻。这项研究对于电力电子变换器，尤其是Buck变换器的性能优化、故障预防和维护至关重要。Buck变换器作为DC/DC降压转换器，因其结构简单和广泛应用，其可靠性和维护性成为了关注焦点。 电力电子技术的发展推动了Buck变换器在工业、航空和信息产业等领域广泛应用，尤其是在大功率电压转换场合。然而，元器件的软故障，如电容劣化、变压器故障、电感特性变化和开关器件性能下降，可能会导致性能下降甚至安全问题。为了应对这些挑战，研究者通过构建Buck变换器模型，利用最小二乘算法实现参数辨识。这种方法不仅适用于连续传导模式(CCM)和断续传导模式(DCM)的工作模式，还能扩展到其他开关变换器，支持在线参数辨识和故障自动诊断。 Buck变换器模型的基础是理想开关假设，考虑到电容的等效串联电阻(ESR)对输出电压稳定性的影响，它在模型中被作为辨识参数之一。尽管电感的ESR影响相对较小，但在某些情况下也需要纳入考虑。在不同工作状态（如CCM和DCM下的切换）下，变换器的动态行为可以通过微分方程组进行分析和模型化。 在参数辨识部分，首先对变换器的数学模型进行离散化处理，然后通过检测实际电感电流和输出电压波形数据，利用这些信息来计算和确定滤波元件的参数值。这种方法不仅可以用于故障诊断，还能够实时监测参数变化，从而提前预警潜在故障，提高系统的维护效率和设备的使用寿命。 通过实验验证，该方法的准确性和有效性得到了确认。这表明，Buck变换器参数辨识技术为提升电力电子设备的稳定性和可靠性提供了强有力的支持，对于工业界的生产实践具有实际意义。在未来，这种技术有望进一步发展，以适应不断增长的复杂电力电子系统的需求。