。整个过程基本通过电路的变化来完成。如图29来表示
图29开关网络等效成理想变压器与电源组成的网络
图210为Buck变换器的开关网络。为了获得平均开关模型,将其中两个端口电量,
如v2Ts和i1Ts表示成v1Ts、i2Ts、占空比d的函数。
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f图210Buck变换器开关网络
(243)
i1tTsdti2tTs
(244)
v2tTsdtv1tTs
作小信号扰动,忽略二阶交流项,线性化处理后,可推出Buck变换器等效小信号交流模型。
254状态空间平均法
DCDC开关变换器的建模方法经历了由数值法到解读法,有离散解读法到连续解读法(平均法)的不断发展的过程。数值法所得的结果,物理概念不明确,很难提供电路工作机理的信息而且计算量过大离散法精确,但所得结果的表达式比较复杂,物理概念不明确,难以处理非理想元件,不便于设计,很难在工程实际中广泛应用。
平均法一直是DCDC开关变换器建模理论中最为重要的建模方法,它对设计有一定的指导意义,近年来,得到了很大的发展,主要有状态空间平均法和电路平均法。状态空间平均法是开关变换器的基本分析方法,可进行稳态和动态小信号的解读分析,此方法有着重要的实用价值,至今仍受欢迎。但状态空间平均法在进行状态空间平均变换处理时要求开关变换器的开关频率远远大于电路特征频率接状态方程中输入变量为常数或缓慢变换量,只能用在扰动频率比开关频率低很多的情况,不适用于谐振变换器。当变换器有更多的开关状态、含有更多的电容和电感动态元件时,状态空间平均法需要进行大量的运算,建模过程复杂,分析较繁琐。目前,该方法主要用以分析理想PWM开关变换器。
电路平均法是从变换器的电路出发,对电路中的非线性开关元件进行平均和线性化处理,得到线性等效电路模型,其最大优点是等效电路模型与原电路拓扑一致。主要有:时间平均等效电路法、能量守恒法。
时间平均等效电路法的关键是利用电路理论中的替代原理将开关变换器的开关器件由受控电压源或受控电流源进行替代变换,得到开关变换器的等效平均电路,从而用常规方法就可进行开关变换器的DC稳态和AC小信号分析。该方法只需对开关变换器进行简单的等效处理即可获得等效平均电路。不需要进行复杂的运算,可以适用于状态平均方法所能适用的所有开关变换器的建模分析,具有直观,物理意义明确的优点,适用于DCDC变换器、谐振变换器的建模和分析。但该方法只用于理想开关变换器的建模分析。
255脉冲积分法
脉冲积分波形积分法是一种能通用于r