开关变换器的建模与控制----第二章断续导电模式下直流-直流变换器建模.pptVIP

*2.1状态空间平均法在DCM变换器中的应用2.1.5DCM理想Buck变换器的分析(1)输出-输入的传递函数Gvg(s)(2)输出-控制的传递函数Gvd(s)(3)开环输入阻抗Z(s)(4)开环输出阻抗Zout(s)*2.1状态空间平均法在DCM变换器中的应用2.1.5DCM理想Buck变换器的分析直流参数（用D1、D2表示）注意：电感电流I的表达式由电感电流辅助分析条件确定，令函数g中的所有自变量等于对应的直流量即可。应注意I代表的是(0，(d1+d2)Ts)时间段内电感电流的直流分量。*2.1状态空间平均法在DCM变换器中的应用2.1.5DCM理想Buck变换器的分析开环与闭环直流参数*2.1状态空间平均法在DCM变换器中的应用2.1.5DCM理想Buck变换器的分析闭环交流小信号等效电路参数交流小信号传递函数将Gvg(s)与Gvd(s)表示为*2.2开关元件平均模型法在DCM变换器中的应用应用开关元件平均模型法分析DCM变换器的主要思路与分析CCM变换器基本相同，但需要根据DCM变换器所独有的一些特点对方法作适当的调整，主要包括以下两方面：1）由于DCM模式下每个开关周期内变换器都有三种工作状态，因此求开关元件的平均变量时必须同时考虑变量的三种工作状态。2）由于电感电流处于断续工作状态，给电感元件带来了新特性，使电感元件的模型发生改变。已知电感电流在每个周期的起始时刻和终止时刻都为零，根据伏秒平衡原理，电感在一个开关周期内的电压平均值必然为零。为了在等效电路中表征这一特性，采用一端电压始终为零的电流源作为电感模型。另外，为了确定变换器第二种工作状态的持续时间d2(t)，还需要利用电感的伏秒平衡特性建立辅助方程。分析略*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型理想Buck-boost变换器理想Buck-boost变换器DCM波形以理想Buck-boost变换器为例，建立一般开关网络DCM平均变量等效电路。当变换器满足低频假设与小纹波假设时，可以认为输入电压与输出电压的平均值在一个开关周期内近似恒定，并利用这两个平均值表示其他变量。根据右图可求得电感电流的峰值和各端口变量的平均值，电感电流的峰值ipk为*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型理想Buck-boost变换器DCM波形各端口变量的平均值为为了消去d2(t)，需要利用电感的伏秒平衡特性。根据右图中的电感电压波形可得则*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型理想Buck-boost变换器DCM波形推得由式式中，Re(d1)为等效电阻。一般开关网络输入端口平均变量等效电路*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型理想Buck-boost变换器DCM波形Re(d1)只是为建模而引入的等效电阻，在实际的理想开关网络中，网络内部并无元件消耗能量，在网络的输入端由Re(d1)消耗（或吸收）的能量，只能传输到开关网络的输出端。由式一般开关网络输出端口平均变量等效电路式中，为一般开关网络的平均功率。等效电阻。*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型理想Buck-boost变换器DCM波形实际为开关网络传递能量的功率，网络本身并不消耗功率，即DCM模式下的开关网络具有无损性。开关网络这种传递功率而不消耗功率的特性也可以从电感储能的角度加以解释。在一个开关周期内，在(0，d1Ts)时间段内电感L从电源吸收能量，储能从零上升到；在(d1Ts，(d1+d2)Ts)时间段内将已存储的全部能量释放给负载，储能从下降到零；在((d1+d2)Ts)，Ts)时间段内电感断流，储能维持为零。则一个开关周期内电感传递*2.3开关网络平均模型法在DCM变换器中的应用2.3.1一般开关网络的DCM平均变量等效电路——无损电阻模型一般开关网络的输出端口（二极管元件）表现出受控功率源