第二章DCM模式DC-DC变换器的交流模型要点分析.pptVIP

小信号开关网络交流电路模型及参数 2.3 DCM模式开关网络的交流模型 对于Buck-Boost电路： 2.3 DCM模式开关网络的交流模型 对于Buck、Boost电路，通过前面的通用二端口网络交流模型可以方便的获得： 2.3 DCM模式开关网络的交流模型 于是可得： 2.3 DCM模式开关网络的交流模型 当小信号传递函数表示为R、L、C和M（不是D）的形式时，DCM和CCM的传递函数相同。 DCM模式下的Boost和Buck-Boost变换器传递函数中同样包含两个极点和一个RHP零点。 但是，由于DCM模式中L的值往往很小，因此RHP零点通常出现于高频段，而且通常高于开关频率； 对于极点而言，其值也与电感值有关，通常处于开关频率附近。 因此，DCM模式下的Buck、Boost、Buck-Boost变换器通常可以描述为一个单极点环节。 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 Buck、Boost、Buck-Boost变换器可简化为： 控制-输出： 输入-输出： 其中： 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 DCM模式基本变换器传递函数参数表 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 例：Boost变换器中，L=5mH，C=470mF，R=12W，开关频率fs=100kHz，输入电压Vg=24V，输出电压V=36V，试确定该变换器在此工作点上的控制-输出传递函数Gvd(s)。 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 2.4 DCM模式小信号传递函数的确定 小结 DCM模式下，开关网络中的晶体管平均电压与平均电流成比例且遵循欧姆定律。在其平均等效模型中，我们可以将晶体管等效为一个电阻Re(d)。二极管平均电压、电流可等效为一个电源，其输出功率等于Re上消耗的等效功率，因此在平均模型中我们将二极管等效为一个独立电源； 由等效电阻和电源组成的双端口无损开关网络可有晶体管和二极管处于DCM模式时的电流电压关系得到。其中等效电阻被称为无损电阻。该网络模型作为DCM变换器的基本功率传输模块可以看做是CCM变换器的理想DC变压器模块； 利用功率平衡的概念，可以在静态工作点上的电压电流值来求得变换器的大信号平均模型； 小结 通过对DCM开关平均网络中的参数进行扰动和线性化，可以得到其小信号交流模型。该模型描述了晶体管和二极管电流的小信号波动，可以看做是占空比与晶体管、二极管交流扰动的函数。该模型对于运行与DCM模式下的变换器进行交流分析十分方便； 通过将开关网络的小信号模型运用于DCM模式下Buck、Boost变换器中，同样可以方便的得到它们的小信号交流模型。可见其基本结构不同、具体参数不同； 既然运行于DCM模式下的变换器的滤波电感值L非常小，因此电感对系统的动态影响很小，往往处于高频段，高于或位于开关频率附近。因此，在它们的小信号交流模型中，电感L通常看做为0，简化模型仅包含一个低频极点描述系统的低频响应，分析简单； CCM模式下的传递函数可以应用于DCM模式下。 从输出功率来得知v2、i2，由已知的v1来得知Re，便可确定d1. * * 对于CCM模式，输出电压只与D有关，而DCM下则与R有关。 对于峰值电流模式，由于Ipk固定，所以d1与电感电流上升率呈正比，则R变化时，需要调节d1来调节Re，才能稳定电压。 * * * * * Harbin Institute of Technology Institute of Power Conversion Control 电气学院 电能变换与控制研究所 HITEE HIT PCC * Harbin Institute of Technology Institute of Power Conversion Control 电能变换与控制研究所 PCC * Harbin Institute of Technology Institute of Power Conversion Control 电气学院 电能变换与控制研究所 * Harbin Institute of Technology Institute of Power Conversion Control 电气学院 电能变换与控制研究所 1. 引言 2.2 DCM模式DC/DC变换器的平均模型 DCM模式直流变换器的特点： 稳态电压输出与负载大小有关，负载调整率变差； 暂态响应简单化：DCM模式下DC/DC变换器模型中的一个极点和RHP零点被移到高频段，可以近似忽略； 通常，Boost和Buck-Boost变换器设计为满载工作于DCM下； 所有的变换器轻载时均可能工作与DCM下； 我们可以采用平均