降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究
DC／DC变换器运行中产生大量的非线性现象，主要是功率器件开关引起的[1]。已有研究表明，在DC／DC开关变换器实际运行中，时常会出现一些奇怪或不规则现象，如不明的电磁噪声、临界运行状态的突然崩溃、系统运行的不稳定和无法按实际要求工作等现象，这些现象是DC／DC变换器固有的非线性特性--分又和混沌现象的一种外在表现[2，3]。DC／DC变换器一旦进入混沌工作状态，由于混沌运动的不确定性将导致系统运行状态的无法预测和控制，甚至完全无法工作。因此，功率变换器分叉和混沌现象的研究，对于避免、消除和利用混沌具有非常重要的指导意义。文献[4]分别用输入电压和负载电容作为分叉和发生混沌的参数进行了仿真试验。选取电压反馈系数作为分叉和发生混沌的参数，通过调整反馈参数，可以实现各种周期轨道的稳定控制。由于系统处在周期运动区时，其电压转换效率高于系统处在混沌运动区时的电压转换效率，因此研究这种电路系统的混沌控制具有重要的实用价值。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/188854.htm1 Buck变换器的基本电路和非线性动力学方程[5]Buck变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器。其主电路的示意图如图1所示。
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其中，Uo，Io，Us，Is分别是输出电压、输出电流、输人电压、输入电流的平均值，D是晶体管的导通比。
考虑电路在不连续工作模式(DCM)情况下，电路出现3种工作模式(见图2)：
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模式2： 即S关断，VD导通时，此时的等效电路如图2(b)，根据等效电路得到：
模式3：即S关断，VD截止时，此时的等效电路如图2(c)所示，根据等效电路得：
由式(2)～式(4)得到断续状态的Buck电路状态方程为：
其中：
2 Buck变换器的精确离散模型
如图3所示为Buck变换器的原理图。图3中Us为输入电压；s为开关器件；VD为续流二极管；iL为电感L上流过的电流；Uc为电容电压；Uo为负载两端输出电压；D为稳态工作时开关占空比，他等于S导通时间与开关工作周期T之比；dm是第m个开关周期占空比，当稳态工作时dm＝D；△dm是第m个开关周期占空比变化量；K是变换器比例反馈参数。在一般不连续模式下，电路的状态方程可以用式(5)表示。求解式(5)得：
其中△ti＝ti－ti－1为每个开关模态的时间间隔，其大小取决于变换器反馈控制规律。DC／DC Buck变换器的控制率为：
式(8)中Uom是第m周期的输出电压，即反馈电压，dm为第m个开关周期占空比。式(8)中当dm≤0，取dm＝0；当dm≥1，取dm＝1；当0＜dm＜1，取dm＝dm。
由式(6)，(7)可以得到DCM情况下的离散模型为：
△t－to＝dmT对应状态1的工作时间； 
对应状态2的工作时间；△t3＝t3－t2＝T－△t1－△t2对应状态3的工作时间；T＝tπ＋1－tm表示电路开关的周期。
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其中ao(ti)和a1(ti)满足方程：
式(10)中A的2个特征值分别为λ1，2，由此可以得到：
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