新一代计算机电源开关变换器的建模分析 - 东南大学学报.pdf

第 卷第 期 ３１ ６ 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３１Ｎｏ６ 年 月 ２００１ １１ （ ） Ｎｏｖ．２００１ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ  新一代计算机电源开关变换器的建模分析 １ ２ １ 欧阳长莲 章国宝 严仰光 １ （南京航空航天大学自动化学院，南京 ２１００１６） ２ （东南大学自动化研究所，南京 ２１００９６） 摘要：介绍新一代计算机电源同步整流ＢＵＣＫ变换器工作在连续状态的建模分析，给出一种 新的开关变换器的建模分析方法 该方法考虑了变换器的寄生元件，功率开关等效为理想开关 ． 与开通电阻的串联，理想开关由受控电流源和受控电压源替代，基于能量守恒原理确定开通电 阻等效平均值，为了简化模型，建立了将平均寄生元件转移到电感之路中的映射规则，推导了 同步整流 变换器工作在连续状态的大信号平均模型、线性电路模型、 和小信号电路 ＢＵＣＫ ＤＣ 模型，导出了开环传递函数，并进行了计算机仿真分析，结果令人满意 该建模分析方法的优点 ． 是考虑了变换器的寄生元件，其运算量比状态空间平均法小得多，模型直观、物理意义明确，便 于进一步分析研究． 关键词：建模方法；同步整流器；连续工作状态；直流 直流变换器 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＭ１３１．１ＴＭ１３３ Ａ １００１－０５０５２００１０６００８１０６ 新一代计算机电源应是具有超快速负载动态响应速度、高功率变换效率、高功率密度、低电压、大电流 开关电源 作为它的主要负载对象，高速微处理器是一个快速变动的负载 为了提高低输出电压大电流开 ． ． 关变换器的动态响应和功率变换效率，新一代计算机电源广泛地采用同步整流器技术，典型的拓扑结构是 ［ ］ 同步整流ＢＵＣＫ变换器１～４ ． 开关变换器的建模分析是研究开关电源的基础，由于开关变换器具有很强的非线性和时变特性，必须 ［ ］ 采用特殊的建模方法对它进行分析研究，目前普遍采用的方法是状态空间平均法５～９ 然而，如果考虑变 ． ［］ ８ 换器的寄生元件，状态空间平均法 需要进行复杂的矩阵运算，运用起来既复杂又缺乏直观的物理意义． 本文介绍一种考虑变换器的寄生元件，其运算量比状态空间平均法小得多、模型直观，运用这个物理 意义明确的建模方法对新一代计算机电源同步整流ＢＵＣＫ变换器进行建模分析． １ 同步整流ＢＵＣＫ变换器的大信号动态电路模型 同步整流