文 献 综 述
研究背景
近年来，随着经济的发展和科技的进步，全球电子信息产业蓬勃发展,DC-DC开关变换器由于具有转换效率高，体积小，可靠性高等突出优点，在国防领域和民用电子工业领域得到了极其广泛的应用，因此对DC-DC开关变换器的研究是电力电子领域的核心研究内容之一。然而由于DC-DC变换器本身的非线性特性，传统的经典分析方法无法直接应用，这就要求运用新的方法来进行建模分析，并使分析方法更准确、全面和完善[2]。
国内外研究现状
直到上个世纪70年代开关电源的发展取得突破[7]。这主要有两方面的原因：(1)长期以来缺少能方便地应用于控制系统设计的大信号离散模型；(2)常规的控制算法对开关变换器的控制无法取得满意的效果，而控制的快速性又使得复杂的算法难以实现[13].直到Middlebrook R. D. 等后来提出了著名的状态空间平均法［12 -13］，好地解决了PWM型DC-DC变换器的稳态和动态低频小信号的分析问题，至今仍然发挥重大的作用。基于状态空间平均或电路平均的小信号法将来依然DC/DC变换器的主要建模与分析方法[4]。但交换器经常工作在大信号条件下,基于某一稳态工作点的线性小信号模型预测的瞬态响应与系统实际响应会有很大的误差,由此设计的控制器可能使系统性能恶化,甚至会出现不稳定的情况,直接针对大信号过程对变换器建模受到关注和重视。
开关变换器的建模和分析是研究开关变换器的拓扑结构和控制方法的基础。随着电力电子学和开关变换器技术的发展，其建模方法也在不断地向科学化和实用化方向发展，尤其是近十几年发展十分迅速一般来讲，变换器的建模方法[6-7]可分为两大类，一类称为数字仿真法；另一类称为解析建模仿真法，其详细分类情况如图所示
数字仿真法是指利用各种各样的算法对开关变换器进行数值计算，从而得到其某些特性数值解的方法，数值法又可分为直接数值法和间接数值法。直接数值法[14]，是指直接利用现有的通用电路分析软件(如PSPICE、MATLAB等)，对开关变换器进行数值计算得到其解的方法，采用这种方法不必重新建立电路模型，只需对局部电路建立仿真模型或等效子电路即可。间接数值法[15]是指在数值计算前，需要对开关变换器建立一个专用的、适用于数值解的仿真模型，然后采用适当的数值算法求解，其优点是计算速度较快。
解析建模法是指用解析表达式来描述开关变换器特性的建模方法，着眼于工作机理的分析，满足一定精度要求下要简单通用，能为设计提供较明了的依据。用解析建模法所得结果的优点是直观明了，物理概念清楚，可以利用线性电路和古典控制理论对开关变换器进行稳态和小信号分析，对设计有一定的指导意义，但其精度较差，解析建模法的主要成果有离散法、平均法、符号法。解析建模法分为离散解析建模法和连续解析建模法.与离散法不同，连续解析法通过把在一个周期内的不同电路的某个参数进行“平均化”，这样，随时间变化的变量就变成了非时变变量。这种平均法的研究，开创了开关变换器建模方法的先河，具有很强的指导意义。平均建模方法有两种常见的建模方法，即状态空间法以及电路平均法。状态空间法把变换器状态变量进行平均，而电路平均法把电路拓扑结构进行“等效平均”[17].相对于连续模型来说，离散模型［12］的研究基本上陷于停滞阶段. 离散法虽然较精确，但结果表达式复杂，难以洞察网络的性质，只能求出传递函数，不便于设计. Shortt 提出的离散平均模型［17 ］较好的将离散与平均模型结合起来. 离散法已朝着与连续法相结合的方向发展.
未来发展趋势：
21世纪以来，DC-DC开关变换器逐渐朝着以下几个方向发展[8]：
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