[发明专利]基于混杂切换系统理论的Buck电路建模方法

权利要求书

1.一种基于混杂切换系统理论的Buck电路建模方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

第1、分析Buck电路，对状态空间进行分区，得出工作状态的个数；

第2、确定Buck电路各个工作状态之间的切换条件，从而确定系统的离散事件；

第3、确定系统的状态变量和输入变量、输出变量，建立Buck电路的状态方程和输出方程；

第4、根据电路参数确定系统的状态矩阵、输入矩阵和输出矩阵；

第5、利用基于混杂切换系统理论建立Buck电路的模型。

2.根据权利要求1所说的方法，其特征在于：第1步中所说的Buck电路是由恒压源、储能电感、滤波电容、二极管和功率开关器件和负载电阻组成；其中，功率开关器件一端连接恒压源正极，另一端同时连接二极管负极和储能电感的一端；储能电感另一端与滤波电容相连接，滤波电容另一端同时连接恒压源负极和二极管正极，负载电阻与滤波电容并联；其中，所说的功率开关器件可以是SCR、IGBT、IGCT等开关器件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第1步中所说的系统的工作状态包括3个：分别是电感的储能过程，电感释放能量过程和电感电流的断续过程；其中，电感的储能过程是指当功率开关器件处于通态时，二极管截止，恒压源作用于电感、电容及负载上，一方面向负载提供能量，另一方面向电感充电，电感电流i_L线性上升；电感释放能量过程是指当功率开关器件关断时，电感反电势使二极管快速导通，电感储存的能量提供给负载，电感电流线性衰减；电感电流的断续过程是指在功率开关器件处于断态的期间，电感电流i_L下降速度较快，在下一周期功率开关器件导通之前，i_L已经衰减到零，从而出现了电流的断续状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第2步中所说的状态之间的切换条件为：t≥t₁+t_on；t≥t₁+T_s；i_L≤0&&t＜t₁+T_s。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第2步中所说的离散事件是指Buck电路各个工作状态之间的切换条件，主要是来自开关器件的开通与关断；电路中所有电力电子器件导通或关断的一种组合就是一个离散事件，离散事件即控制信号驱动着电力电子电路在各个工作拓扑中切换，其离散事件状态总是与电路工作模式相对应。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第3步中所说的状态变量是指电感电流i_L和电容电压U_C，输入变量是指恒压源U_S，输出变量是指输出电压U_R。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第3步中所说的Buck电路的状态方程和输出方程为：

x.=Ax+Bu]]>

y＝Cx

通过状态方程和输出方程来方便地刻画系统的行为。