电力电子系统建模及控制_第二章 电流断续方式DC DC 变换器的动态建模.ppt

【电力电子系统建模及控制】第二章主要探讨了电流断续模式（DCM）下DC/DC变换器的动态建模。DC/DC变换器在轻载或特定设计下会工作在DCM模式，其动态特性与连续电流模式（CCM）显著不同。在DCM模式下，理解变换器的小信号交流模型对于掌握其动态特性和控制器设计至关重要。 2.1 DCM模式DC/DC变换器的平均模型以Buck-Boost变换器为例进行解析。在DCM模式中，电感电流在每个开关周期内会出现断续现象。例如，在MOSFET开通阶段，输入电源电压施加于电感，电感电流线性上升；当MOSFET关闭，电感向输出电容和负载释放能量，电感电流线性下降，直至降为零。在此过程中，电感电压的平均值为零。 通过定义开关网络的端口变量，可以建立这些变量的开关周期平均值之间的关系。例如，输入端口电压的平均值等于输入电源电压的平均值，而输入端口电流的平均值并不等于电感电流的导通时间与电感电流峰值的乘积。这种区别是DCM与CCM的一个关键差异。 DCM模式下，二端口开关网络的输入端口可以等效为一个具有等效电阻Re(d1)的电路，输出端口则表现为一个由输入和输出电压控制的电流源，保持输入功率与输出功率的平衡，无功率损耗。因此，平均开关网络模型可以用一个无损二端口网络表示。 对比DCM和CCM模式，DCM的平均模型中，输入端口遵循欧姆定律，但能量并未在等效电阻中消耗，而是无损地传递到输出端口。通过将电感元件短路，电容元件开路，可以简化得到DCM Buck-Boost变换器的直流平均模型，进而计算出DCM模式下的直流增益。 总结来说，DCM模式下DC/DC变换器的动态建模涉及到电感电流的断续特性，平均模型的构建，以及输入输出端口的等效电路分析。这种建模方法对于理解和设计适用于DCM模式的控制器具有重要意义，能帮助优化变换器的性能和稳定性。