摘 要

工业的不断进步对电力电子技术的发展不断提出更高的要求，因此科研人员也在不断探索着更为优秀的控制方法以提高电路的各种性能，正是在此大环境下，单周期控制方法应运而生，它通过对于开关占空比的控制，使得平均输出电压跟随控制参考值，从而使输出电压不受电源扰动的影响。单周期控制方法在斩波电路的控制、功率因数的校正等领域都有着大规模的研究应用。

本文着重阐述了单周期控制方法的基本实现原理。以单周期控制的非隔离式降压斩波电路为例，使用MAYTLAB/Simulink软件仿真平台，进行单周期控制电路的电路搭建和模型仿真，进行参数整定和调节，最终得到输出电压波形，通过对仿真结果的分析来验证单周期控制方法的可行性。同时也将其与其他的几种控制方式的仿真结果进行对比和分析，以实际结果来验证单周期控制方法的特点和优势。最后进行了电路的设计。

本篇论文对单周期控制方法进行理论推导、仿真分析和横向比较等几个方面阐述，最终对其可行性和优越性进行了分析，该控制方法将变换器的控制和调制集成为一体，适用于各种的变换器控制，成本低廉，容易实现，而且鲁棒性好，动态响应快、无跟踪误差。

关键词：单周期控制；降压斩波电路；模型仿真；电路设计

Abstract

Industrial progress on the development of power electronic technology continuously put forward higher request,so researchers are exploring more excellent control method to improve the performance of the circuit.It is in this environment, One Cycle Control method arises at the historic moment.it control the average output voltage tracking control reference value by switching duty ratio, so that the output voltage is not affected by disturbance of power supply.The single-cycle control method has been widely used in the fields of chopper control and power factor correction.

In this paper, the basic realization principle of single cycle control method is emphasized. Taking the step-down chopper circuit of One-Cycle Control as an example. The MAYTLAB/Simulink software simulation platform is used to build the circuit and model the One-Cycle Control circuit with parameters setted. And finally obtain the output voltage waveform. The feasibility of the One-Cycle Control method is verified through the analysis of the simulation results.At the same time, it is compared and analyzed with the simulation results of other control modes to verify the characteristics and advantages of One-Cycle Control method with the actual results.

This paper of One-Cycle Control method to carry on the theoretical derivation, simulation analysis and the crosswise comparison. Finally, I carried on the analysis to the feasibility and superiority of this control method. One-Cycle Control integrated control and modulation of the converter into an organic whole, is suitable for various converter control.

Key Words： One-Cycle Control；step-down chopper circuit；model simulation；circuit design

目录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文课题的研究内容和研究结构 2

第2章 单周期控制方法工作原理 3

2.1 单周期控制方法简介 3

2.2 单周期控制方法的基本原理研究 3

2.2.1 单周期控制实现原理分析 3

2.2.2 单周期控制原理在不同模式下可行性分析 7

2.2.3 单周期控制方法特点分析 7

2.3 本章小结 8

第3章 基于单周期控制的斩波电路仿真研究 9

3.1 课题需求介绍 9

3.2 基于Matlab仿真平台的单周期控制模型研究 9

3.2.1主电路理论分析与仿真实现 9

3.2.2控制电路的仿真实现与各功能部分输出信号分析 11

3.3 单周期控制方法与PWM控制仿真结果对比 14

3.4 单周期控制方法与PID控制仿真结果对比 16

3.5 本章小结 19

第4章 变换器的单周期控制电路的设计 20

4.1 利用不同芯片的控制电路设计 20

4.1.1积分复位器电路设计 20

4.1.2比较器电路的设计 21

4.1.3 控制器电路的设计 21

4.1.4 时钟信号的设计 22

4.2 利用单周期控制芯片的变换器设计 23

4.3本章小结 25

第5章 结论及展望 26

5.1论文工作总结 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

如今现代电力电子技术不断更新发展，一系列的电力电子设备在许多方面，诸如国防军事、家用电器、轨道交通、航空航天等领域都得到了极其广泛的应用，在能源日益紧张的今天，提高电力电子装置的性能和效率具有极其重要的意义。而DC-DC变换器作为电力电子技术中的一个重要组成部分，有着极其广泛的应用。当前科技及工业工艺的发展对DC-DC电路有着极大的促进作用，同时也有了更高的要求，如当今的软开关技术就使得DC-DC技术有了质的飞跃。

开关电源的迅速发展推动着电力电子市场的变革与进步，而同时广阔的市场需求和对开关电源要求的不断提高也推动着新的控制技术的研究发展，新的控制技术也使得DC-DC变换器的性能大大提升，本文所描述的单周期控制方法是近些年来所提出的一种新的控制思路。当主电路得以确定后，控制电路的设计是否得当就成为了决定电路性能的一个重要因素^[1]。因此控制方法的进步有着重要意义，本次研究对象单周期控制是一种非线性大信号PWM调制方法，具有简洁灵活的控制方式，优越的动态跟随性能，能够有效的减少电源扰动所产生的影响。单周期控制方法将变换器的控制与调制集成一体，适用于各种变换器控制，成本低廉，容易实现，鲁棒性好，动态响应快且无跟踪误差^[2]。