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互联系统中电流模式控制电源模块的大信号建模方法 An Approach to Modeling Current-Mode-Controlled Power Supply Modules for Large-Signal Subsystem Interactions Investigation 西安交通大学电气工程学院 王润新 刘进军 王浩 E-mail: rxwang@ 摘要﹕本文提出一种互联系统中电流模式控制电源模块的大信号建模方法。提出了电流模式控制电路功率级的 能量传输模型，并给出了四种基本变换器模型的推导；在仿真方法上，强调必须保留外环的反馈回路，才能保留大 信号下系统的瞬态特性。所建模型有望在通过仿真预测、验证互联系统的稳定性方面获得应用。 Abstract: This paper proposes an approach (model) to deal with current-mode-controlled power modules while investigating large-signal interactions among subsystems in a distributed dc power system. By establishing a family of power stage models that embody nonlinearity to an algebraic operation block and keeping all components along in the external feedback control loops staying in simulation, simulation speed can be dramatically accelerated as well as large-signal dynamic properties can be reflected correctly. Mathematic derivation of the models is presented and simulation tests show the validity of the proposed approach.1 2 关键词﹕电源，仿真，分布式电源系统，相互作用 Keywords: power supply, simulation, DPS, interaction 1 概述 在现代开关电源的生产和应用中，随着电 源模块概念的提出以及产品实现，由不同模块 通过互联而组成大的电源系统已经成为一种相 对通行的做法。作为一个简单例子，图 1 给出 了功率因数校正（PFC ）模块和直流- 直流 [1] [1] 图 1 简单的两模块级联系统 . （DC-DC ）模块级联而成的典型前端电路 。 实际中，复杂电子设备的电源往往需要更 多的模块。图 2 给出了包含输入滤波器的多个 电源模块通过直流母线互联而成的电源系统。 该系统可以看作目前广泛研究的分布式电源系 [2] 统（DPS ）的雏形 。 在上述两个例子中，组成系统的每个电源 模块在参与互联之前往往是为特定应用而独立 设计的，设计时并没有考虑和其它电源的匹配 [2] 图 2 典型的多模块直流分布式电源系统 . 问题。互联后，某一电源模块对其下游负载而 言，不可能完全呈现理想电压源特性；对其上 计算机仿真需要正确的模型。从研究者的 游电源而言，也不可能完全呈现理想电阻特