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《开关电源的瞬态建模和分析_状态空间平均法_蔡宣三》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、..鲤遇里显鱼些丝生笙立塑一-一--一一一专题讲座—印bj浏Dsstal阳开关电源的瞬态建模和分析)I(状态空间平均法TansntMolnganAnalyssfStchngRgulatoS)I(StatSPacAVagngAPPoaCh蔡宣三清华大学北京84)(vnnsnghuanty84C苗xuaasTUs)、。:摘要开关稳压电源的控制电路设计瞬态分析与仿真的核心问题是建立一个恰当的模型本文简要介绍开关变换器的瞬态大信。,以,号及小信号)分析和直流分析详细介绍了状态空间平均法建模分析Bost开关变换器(CCM运行)为例并给出开关变换器的统。一等效电路模型:叙词SPMS瞬态开关变
2、换器建模大信号分析小信号分析状态空间平均法A加t介Kt:TheuseofanaPproviratemodel15eentraltotheeontroldesign,transientanalysisandsimulationofaswitehingregulator.Thetarnslent(largeandsmalisgnal)analysisandDCanalysisofaswirehingeonverter15brieflyintroduoed.Thestatespaeeaveragingapproaeh15deseirbedindetal·Theboosteonverte
3、roperatinginCCM15usedasanilustartiveexample·Anuniifedequivalenteire一litmodeloftheswitehingpoweroonvertesrbasedonthestatespaeeaveraging15given·ywo:SpMstransientswitehingeonvertermodelinglargesignalanalysissmalsignalanalysisstatespaeeaveragingeK油TM92A1561一一一[中图分类号][文献标识码〕文章编号0349(2002)07005907开
4、关电源的瞬态分析主要包括开关电源系统的稳定性和瞬1引言、,态性能(快速性低浪涌和抗扰动性等)分析为设计控制电路瞬开关电源是开关稳压电源的简称,它实质上是一个闭环的态补偿网络做准备,、、以保证开关调节器系统稳定快速抗扰动电压自动,。。调节系统因此属于一种自动电压调节器(AVR)英能力强witengAutomatietaegulator,teng,,文名为ShiVol朗R简称Swihi例1某资源卫星电源有三个正激变换器模块两个冗余eator。。,Rgul备用由于工作模块失效或受到外部命令冗余模块投入运行,,,:在正常运行情况下开关电源处于周期性稳态运行过程中或从电源系统中切出这时候对
5、系统的瞬态要求是,。a+s;一1s。每一个开关周期电路的运行状态和性能特性是相同的但当()输出电压幅值不超过6%(sm)00%(som):`,、sturanc,(b)浪涌瞬态要求提供上升前沿orlA续时间小于开关变换器受到外扰动(idbe)作用时使运行工作点偏离持,,,。,+,<稳态值从原稳定状态经过一段过渡过程进人另一个新的稳Zm的浪涌电流输出电压幅值不超过6%恢复时间3mso。c,态这个过渡过程称为瞬态(Tarnslent)或动态(Dyanmi)过开关电源在额定点工作时受到外扰动作用常常是不可避。免的,,电、、程例如网电压负载电路参数等的不确定性或发生了变.11瞬杰建模分析目
6、的化;开机、关机过程等。上例中,一个冗余模块投人运行或切出,1’,Ihew匕dlrofPo四erSuPly59《电源世界》202年第七期专题讲座与山{户川曰自只即呐”t就,。,。是一种外扰动作用产生了瞬态过程开关电源偏离了稳态人为交流正弦故又称为交流分析运行工作点,为了稳定输出电压,需要通过某种控制手段,使瞬稳态模型态输出电压恢复到接近额定值。如果不加控制校正,则输出电描述开关电源额定工作点稳定运行时的模型称为稳态模压不能恢复或完全恢复到给定值;如果控制校正手段不完善,将型,用稳态模,,。型分析稳态性能时称为稳态分析又称直流分析.使瞬。2时域模型和频域模型态过程(恢复时间)很长或
7、瞬态超调(过电压)严重.12开关电源瞬态特性。开关变换器的瞬态模型有数学模型或电路模型两种瞬态,数学模型有非线性或线性微分方程或差分方程组(状态方程)开关电源的特点决定了瞬态分析的难度其瞬态特性的主。、,:等在此基础上进行大小信号时域分析并建立时域等效电路要特点有。,。(a,除、模型但是时域模型只适合于用计算机求解或仿真分析因)强非线性开关电源中了稳态占空比D有上下限的规定等非线性外,主要是开关器件的周期性动作使开关电源此传统的分析设计方法是将小信号时域模型用拉氏变换或Z变,,,
