正激变换器电流峰值控制建模[业界研究]

1、正激变换器的电流峰值控制建模（CCM）,正激变换器的基本拓扑,1,业界荟萃,正激变换器占空比控制的小信号模型（统一电路模型）,由此可得：,其中，,2,业界荟萃,正激变换器电感电流变化率：,锯齿波补偿的峰值电流控制中：,3,业界荟萃,电流峰值控制时占空比函数的一般形式为：,电流控制器的框图,4,业界荟萃,电流峰值控制正激变换器的小信号模型,5,业界荟萃,正激变换器的传递函数,6,业界荟萃,7,业界荟萃,代入,8,业界荟萃,控制电流到输出电压的传递函数：,输入电压到输出电压的传递函数：,代入 得,9,业界荟萃,标准形式：,控制电流到输出电压的传递函数：,10,业界荟萃,11,业界荟萃,其中,输入电

2、压到输出电压的传递函数：,12,业界荟萃,If,CPM prevents the input voltage variation from reaching the output,13,业界荟萃,DCM 正激电路 CPM控制动态模型,指导教师：马新军 制作人：李国鑫 组 员：姜春阳 高强 江龙 焦堂沛 李玉霞 刘彦 汤逸中 赵国鹏 孙经伦,14,业界荟萃,由于正激变换电路与Buck变换电路作用相似，因此在这里主要分析Buck变换电路的cpm控制动态模型。,图中点划线部分为二端口开关网络。电感电流与波形表 示在图 1-1b 中，这里电流峰值控制中引入锯齿波补偿。,图 1-1 DCM Buck 变

3、换器的 CPM 控制,15,业界荟萃,如图 1-1b 所示，电感电流峰值为,其中电流上升率,因为电感电压在一个周期的平均值为0，可以得到,可以得到,求解输入输出端口的受控电流源,16,业界荟萃,指令电流的最大值,可以解出,二端口开关网络输入输出端电流 如图 1-2 所示。,17,业界荟萃,图 1-2 开关网络端口变量,i1 (t ) 的开关周期平均值为,18,业界荟萃,经化简可得,由上式得到二端口开关网络输入平均功率为,在阶段 1，能量通过主开关存储至电感中，输入能量为,19,业界荟萃,二端口开关网络输出电流i2 (t ) 如图 1-2 所示。i2 (t ) 的开关周期平均值为,因为电感电压在

4、一个周期的平均值为0，可以得到,代入上式可得,20,业界荟萃,因此可以看出二端口开关网络服从功率平衡原则,对于 DCM Buck 变 换器采用 CPM 控制的开关周期平均模型，输入端口和输出端口分别用电压控制 受控电流源表示。输入端口的电压控制受控电流源为,输出端口的电压控制受控电流源为,21,业界荟萃,建立线性化小信号模型,采用加扰动与线性化的方法可以得到 CPM DCM DC/DC 变换器线性化小信号模 型,图 1-3 Buck 变换器线性化小信号模型,接着求模型各参数,平均模型的输入端口方程为非线性方程,22,业界荟萃,将上式在静态工作点附近作泰勒级数展开并忽略泰勒级数展开式中的高阶项，于是得到,直流项 交流项,23,业界荟萃,式中，,24,业界荟萃,类似地对于输出端口作同样处理，将输出端口方在静态工作点附近作泰勒级数展开,并忽略高阶项,直流项 交流项,25,业界荟萃,式中，,26,业界荟萃,传递函数,控制至输出的传递函数 输入至输出的传递函数,且,27,业界荟萃,CPM变换器输出特性,当电流峰值控制的DCM Buck变换器满