一、设计题目

谷值电流控制开关DC-DC变换器仿真分析

二、设计（论文）背景

开关DC-DC变换器是一种典型的强非线性时变动力学系统，存在各种类型的次谐波、分岔与混沌等丰富的非线性现象。这些非线性现象严重影响开关DC-DC变换器的性能。因此，深入分析和研究开关DC-DC变换器的分岔和混沌等非线性动力学现象，对开关DC-DC变换器的设计和工程应用具有重要的理论意义和使用价值。

电流型控制开关DC-DC变换器是一类较早被作为研究非线性现象的功率变换电路，因其负载突变时动态相应速度较快而在工业领域得到了应用广泛。电流型控制技术包括峰值电流控制、平均电流控制和谷值电流控制。关于峰值电流控制开关DC-DC变换器的非线性现象的研究成果较为丰富，而关于谷值电流(Valley Current Mode, VCM)控制开关DC-DC变换器的非线性现象的研究成果却相对较少。因此，对VCM控制DC-DC变换器进行深入的动力学分析具有一定的理论意义和实用价值。

对谷值电流控制开关DC-DC变换器进行PSIM电路仿真分析，可以了解到该变换器在不同电路参数时的运行情况，有效地估计出该变换器处于稳定工作状态时的电路参数范围，有助于制作实际谷值电流控制开关DC-DC变换器电路参数的合理选取。

三、设计（论文）内容及目标

论文内容：

1. 综述电流控制开关DC-DC变换器的工作原理，比较分析峰值电流控制、平均电流控制和谷值电流控制等技术的特点和应用范围。

2. 利用PSIM仿真软件搭建VCM控制Buck变换器和峰值电流 (Peak Current Mode, PCM)控制Buck变换器的仿真电路，给出各电路参数变化时的时域波形和相轨图，并对输入电压和负载电阻确定其稳定工作时的参数区域。

3. 类似地对VCM控制Boost变换器和VCM控制Buck-boost变换器进行相应的电路仿真分析。

4. 除参考电流外，在其它电路参数相同的情况下，比较分析VCM控制Buck变换器和PCM控制Buck变换器的动力学特性的对称性。

论文目标：

1. 分别建立VCM控制和PCM控制开关DC-DC变换器的PSIM电路仿真模型。

2. 分别确定VCM控制和PCM控制开关DC-DC变换器输入电压和负载电阻的稳定工作参数区域。

3. 分析VCM控制Buck、Boost和Buck-Boost变换器的动力学特性。

四、进度安排

周次

工 作 内 容

预 定 目 标

1~2 

英文资料翻译

上交英文翻译报告

3~4

查阅相关资料

上交文献综述、开题报告

5~7

进行仿真电路建模

完成仿真电路建模

8~11

进行电路仿真

完成电路仿真，并记录仿真结果

12~13

对仿真结果进行分析

完成仿真分析，给出参数区域

14~15

整理文档、撰写论文

文档整理结束，论文撰写工作结束

五、毕业设计（论文）时间： 2012  年 2 月 22 日到 2012 年 6 月 15 日

六、本设计必须完成的内容：

1. 调查研究、查阅文献和搜集资料；

2. 阅读和翻译与研究内容有关的外文资料（外文翻译不能少于2.5万字符）；

3. 撰写开题报告（含文献综述）；

4. 搭建VCM控制和PCM控制开关DC-DC变换器的电路仿真模型；

5. 确定电路仿真的详细方案，包括研究参数的选取、仿真结果的记录等；

6. 比较分析VCM控制和PCM控制Buck、Boost和Buck-Boost变换器的动力学特性及其对称性；

7. 撰写毕业设计论文。

七、备注

1. 本任务书一式三份，系、教师、学生各执一份；

2. 任务书作为毕业设计（论文）的附件，装订在设计（论文）的扉页。