当前位置：首页 > 知识园地
通过DC/DC转换器稳态建模来教学的方法
发布时间:2016-03-23 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
将式(5)代入式(1) ~ (4) ，得到简化的瞬时表达式
4)求电感电压和电容电流的平均值，并应用伏秒平衡定律和电荷平衡定律伏秒平衡定律：由于稳态时电感电流在一个开关周期的开始时刻与结束时刻的值相等，iL(0) = iL (TS)，即在一个周期内，电感储能的变化量为零，电路达到一种动态平衡。利用电感的伏安关系，有
上式中，由于积分项具有“伏。秒”的量纲，式(6)所描述的关系常称为“伏秒平衡定律”。
电荷平衡定律：同理，利用稳态时电容的储能在一个周期内的变化量为零，即静电荷增量为零，可以得到
上式所描述的关系常称为“电荷平衡定律”。
若对电感电压求平值，并记为﹤ul﹥，有
将式(4)和式(5)代入上式，并运用伏秒平衡定律，得到
同理，求电容电流在一个周期内的平均值，记为3i C4，并运用电荷平衡定律，可以得到
将式(9)和(10)联立，就可以解出变换器的电压增益Uo / Um ，并进一步求得其他性能参数。
但这种方法更显著的优点在于可以根据式(9)和(10)建立等效的电路模型工字电感器。
(5)根据﹤uL﹥ = 0和﹤iC﹥=0构建等效稳态电路模型
根据式(9)可以构建一个单回路的等效电路，如图5(a)所示;根据式(10)可以构建一个只有一对节点的电插件电感器路，等效如图5(b)所示。
可见，图5(a)和(b)中的两个受控源刚好可以组成一个理想变压器，若理想情况下认为理想变压器能够变换直流，得到图5( c)所示电路，该电路就是我们最终建立的等效电路模型。该模型用一个电路描述了一个开关周期内变换器的两种工作状态。
模型中，理想变压器集中体现了Boost变换器的升电感规格压作用;并且利用D或D`修正描述损耗的元件值，将不同开关状态下的损耗集中在一个模型中加以体现，从而使开关变换器在一个开关周期内有了一个统一的描述方式，并为进一步的小信号分析打下基础。该模型的物理意义十分清晰，而且只需运用基本的电路分析方法即插件电感可得到变换器的各种电气特性。
( 6)分析模型，得到变换器的电压增益、效率等稳态特性求解图5(c)所示电路，可以得到输出电压Uo ：
可见，若忽略各种损耗，即为理想Boost变换器的电压增益Uo / Uin = 1/ D`。根据图5(c)所示电路，还可以分析变换器的工作效率，进一步明确各种损耗产生的影响。变换器的输入功率为Pin = Uin 。 IL，变换器的输出功率为Po = Uo.D`I L ，则其效率为
分析式(12)和式(13)，指出了提高变换器的电压增益和效率的几种途径：①选择导通电阻Ron较小的MOSFET;②选择正向导通压降UD和导通电阻RD都较小的二极管。
3 一种特殊情况的讨论
在应用上述方法建模的过程中，有一种情况要进行特殊处理，即变工字电感换器的输入电流为脉冲电流的情况，或者说输入电压源直接与开关元件串联的情况，如Buck，Buck-Boost等形式的变换器。为这类变换器建模时，需对其输入电流进行处理，构建输入端口等效电路。
以下以图6所示Buck变换器为例说明处理过程。
混合集成电路DC/DC变换器的设计与应用传统的采用分离器件设计的电源变换电路具有很多缺点：电路设计与开发周期冗长；由于具有较高的寄生参数，电路性能较低；所设计电路具有较大的解决方案尺寸；器件选型困难；分离器件较多，系统电路存在可靠性问题。但
国外数字印刷技术的应用概况国外数字印刷市场状况在国外，数字印刷主要分别应用于个性化按需出版、少量书籍重印、待出版书籍样本制作等出版物印刷；客户目录、报表、单据等商务印刷；印刷并直接邮递商业信函
开关电源电路设计的秘笈之如何驾驭噪声电源无噪声电源并非是偶然设计出来的。一种好的电源布局是在设计时最大程度的缩短实验时间。花费数分钟甚至是数小时的时间来仔细查看电源布局，便可以省去数天的故障排查时间。图2.1显示的是电源内部一些主要噪声敏感
- 上一篇：光耦原理
- 下一篇：倍流SR在半桥式DC ／DC PWM转换器中的应用举例
