基于状态空间的移相全桥DC/DC变换器动态模型及其应用

移相全桥DC/DC变换器动态建模研究是一项针对高性能开关电源设计的关键技术，它主要探讨了通过状态空间平均法对ZVSPWM（零电压开关 PWM）驱动的移相全桥变换器进行建模和仿真分析。移相全桥电路以其结构简洁、易于实现恒频控制、高频化、无需辅助电路、铁磁元件容量小以及低开关损耗等优势，在大功率DC/DC转换中得到了广泛应用。 论文首先介绍了移相全桥零电压开关电路的基本原理，强调了其作为软开关电路在提高效率和减少开关应力方面的优势。然后，作者着重介绍了移相全桥ZVSPWM DC/DC变换器的主电路，并通过图1展示了该电路的结构。与传统的Buck电路相比，移相全桥电路在输出变压器漏感和开关器件寄生电容处理上更具优势，使得谐振条件得以优化。 文章的核心部分在于第2节，提出了基于状态空间平均法的小信号模型建立方法。作者分析了Buck电路的基本原理，指出其工作状态分为开关导通和关断两种，通过平均状态方程表达出这些状态的转换关系。在状态空间平均法下，作者通过公式（1）展示了如何通过占空比D、输入电压Vs、电感电流iL以及输出电压Vo和电容电压Vc来描述电路行为，并考虑了扰动因素对这些参数的影响。 移相全桥ZVSPWM DC/DC变换器的独特之处在于它结合了移相技术和PWM控制，这使得电路能够实现更精确的电压调节，并减少了开关器件的开关应力。通过对电路的动态建模，作者旨在提供一种有效的方法来理解和预测电路性能，这对于电路的设计、优化和故障诊断具有重要意义。 通过仿真研究，作者验证了所提出的方法的有效性和实际应用价值，这对于实际硬件开发，如使用ARM开发板进行的系统设计和调试中，能提供理论支持和指导。这项研究不仅提升了DC/DC变换器的性能，也为电子技术领域的工程师们提供了新的设计思路和技术工具。