开关延迟对Buck变换器分岔的影响

金爱娟， 陈 明， 李少龙

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

电力电子电路容易发生各种非线性现象，如分岔、混沌等，直接影响变换器的稳定性和可靠性［1］.国内外学者对DC－DC变换器的分岔和混沌现象已经作了大量的研究，在变换器中发现存在分岔和混沌现象［2－9］，已经建立了数学模型［10－12］，并探讨了混沌的控制和反控制技术［13－14］.然而，一般的文献都假设功率开关管工作在理想的开关状态下，没有考虑开关延迟对系统分岔和混沌的影响［1－15］.很多文献都将电路工作频率设定为几十千赫以下［4－10］，这种情况下几微秒的开关延迟对电路的影响可以忽略.但是，为了提高系统的性能，开关频率一般都工作在几百千赫以上，在这种情况下，开关延迟的影响不容忽视，它的大小可能改变系统的分岔结构甚至稳定性.本文通过大量的计算机仿真数据对一个典型Buck电路在开关延迟影响下的分岔和混沌现象进行分析，为变换器的研究和设计提供参考.

1 系统数学模型的建立

图1是电流模式控制Buck变换器的原理图.用一个频率固定的时钟脉冲信号影响触发器的输出信号，从而改变开关状态，在每个时钟周期的起始时刻输出开关导通信号.将电感电流与参考电流相比较，当电感电流达到参考电流值时，输出开关关断信号.存在开关延迟时，触发器输出开关导通和关断信号以后，开关不能马上动作，存在滞后响应.

电感电流i和电容电压vc设定为系……