buck变换器电容电流平方滞环（ccsh）控制方法

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1、Buck变换器电容电流平方滞环（CCSH）控制方法

2、第1lunouseg(this)">图1Buck变换器电路为了实现变换器的快速动态响应速度，其调节过程应如图2波形所描述。图2（a）是电感电流iL与负载电流io的波形，图2（b）是电容电流ic的波形，图2（c）是输出电压vo的波形。在稳态时iL=io，所以ic=iL－io=0。下面描述负载电流发生阶跃变化时的调节过程。500)this.style.ouseg(this)">图2理想过渡过程波形1）[t1，t2]时间段在t1时刻，io产生幅度为Ibh的正跳变，相应

3、地，由于iL不能跳变，电容电流ic将产生幅度为Ibh的负跳变。t1时刻之后，电容电流ic为负值，电容开始放电，输出电压vo开始减小，而电压偏差ve=VOR－vo=－500)this.style.ouseg(this)">icdt开始增大。式中，VOR为输出电压的给定值。t1时刻之后，为使电感电流迅速增大以跟踪负载电流，应将开关管S开通。在达到时刻t2时电感电流跟踪上负载电流，从而有iL=io，ic=0，而电压偏差ve也达到其峰值，记为Vt2。2）[t2，t3]时间段时刻t2之后，为使输出电压恢复到其给定值VOR，

4、应使电感电流继续增大，使电容电流为正而充电，所以开关S仍需开通。3）[t3，t4]时间段选择某一时刻t3使开关S关断，使电感电流和电容电流减小，利用电感的放电过程继续给电容充电，从而输出电压继续回升。对时刻t3的要求是：选择t3，使得在t4时刻，电感电流再次等于负载电流，即电容电流减小到零时，输出电压vo恰好恢复到其给定值VOR，即ve恰好也为零。ve在时刻t3时的值记为Vt3，电容电流在t3时刻的值记为It3。可见[t1，t2]时间段是电感电流跟踪负载电流的过程，也是电压偏差最大值Vt2的形成阶段。[t2，t4

5、]时间段是电压偏差的消除过程。其中，开关切换时刻t3的选择是关键。4）[t5，t8]时间段与[t1，t4]时间段相似，当在t5时刻负载发生负跳变时，开关S在[t5，t7]时间段关断，在[t7，t8]时间段开通。[t5，t6]时间段是电感电流跟踪负载电流的阶段，也是电压偏差最大值Vt6的形成阶段；[t6，t8]时间段是电压偏差的消除阶段。其中，开关切换时刻t7的选择是关键。ve在t6、t7时的值分别记为Vt6、Vt7；电容电流在t7时刻的值记为It7。由于在上述负载变化引起的过渡过程中，电感电流始终是以其最快的速度

6、变化，从而保证了过渡过程的快速性。2Buck变换器理想调节过程波形的定量分析要实现上述的控制策略，关键要使控制器能确定出时刻t3（和/或t7）以实现开关管开关状态的自动切换。下面我们通过对图2的理想调节过程波形的定量分析，得到确定t3、t7时刻的方法。我们假设电压偏差ve始终远远小于变换器的输出电压给定VOR，则电感电流iL在开关S开通期间的变化率为：K1=（Vi－Vo）/L≈（Vi－VOR）/L（1）在开关S关断期间的变化率为：K2=－vo/L≈－VOR/L（2）那么电感电流与电容电流的变化曲线可以认为是分段线

7、性的。电压偏差ve与电容电流ic之间是积分关系。利用这些条件可以计算出Vt2、Vt3、It3、Vt6、Vt7、It7、t14=t4－t1、t58=t8－t5等特征数值。2.1负载电流发生正跳变的调节过程电容电流由－Ibh上升到0所用时间为：t12=500)this.style.ouseg(this)">（3）时间段t23=t3－t2与时间t34=t4－t3的比值为：500)this.style.ouseg(this)">所以t34=500)this.style.ouseg(this)">t23（4）t24=t23

8、＋t34=500)this.style.ouseg(this)">t23对于电压偏差ve=VOR－vo=－500)this.style.ouseg(this)">icdt=0根据电容电流的安秒平衡，得500)this.style.ouseg(this)">t12Ibh=500)this.style.ouseg(this)">t24It3=500)this.style.ouseg(this)">t24K1t23解之可得t23=500)this.style.ouseg(this)">（5）代入式（4）得t34=500

9、)this.style.ouseg(this)">（6）式中：M为变换器电压变比，M=VOR/Vi。t3时刻的电容电流为It3=K1t23=Ibh500)this.style.ouseg(this)">（7）最大电压偏差为Vt2=500)this.style.ouseg(this)">Ibht12=500)this.style.ouseg(this)">（8）开关在t3关