3DC-DC变换器的平均模型.ppt

《3DC-DC变换器的平均模型.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章DC/DC变换器的平均模型3.1平均模型建模基础3.2Boost变换器建模过程3.3Buck变换器建模过程3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型3.5小结3.1平均模型建模基础1.平均值定义：假定存在变量x(t)，其在周期Ts内的平均量可以表示为：如果x(t)、y(t)为连续变化的函数，则以下两式成立：3.1平均模型建模基础平均值欧姆定律：电感、电容伏安特性：平均值概念可扩展到基尔霍夫电压定律和电流定律：其中M为回路中的支路数，N为对应节点的支路数。3.1平均模型建模基础3.1平均模型建模基础开关输出电压波形：其中，D为占空比D’=1-D2.SPDT模型（Bu

2、ck）：3.1平均模型建模基础开关输出电压进行傅里叶分解直流分量=vs的平均值3.1平均模型建模基础保留直流分量，忽略开关谐波，加入低通滤波环节3.1平均模型建模基础输出电压与占空比之间的关系M(D)使得控制环节的实现成为可能3.1平均模型建模基础3.直流变压器模型：理想情况下：变换器可以用2个独立源来建模：由变换器电压转换公式：可得:3.1平均模型建模基础开关变换器的理想直流变压器模型：该模型可以模拟所有开关变换器的一阶直流特性：直流电压电流的变换、理想100%的效率、占空比D控制输出。模型中水平线段表示其为可变换直流电压和电流的理想模型。直流-直流开关变换器特

3、点：对于恒定占空比，模型中参数都是定常的，不需要处理开关纹波，仅须考虑器件波形中最为重要的直流分量。3.1平均模型建模基础Buck变换器：输出电压波形4.纹波近似可得3.1平均模型建模基础5.伏秒平衡与电荷(安秒)平衡3.1平均模型建模基础开关处于位置1时：3.1平均模型建模基础开关处于位置2时：3.1平均模型建模基础电感电压、电流曲线：3.1平均模型建模基础纹波峰值的确定：3.1平均模型建模基础换流器电感电流的稳定过程：软启动的提出？3.1平均模型建模基础3.1平均模型建模基础Buck变换器中：3.1平均模型建模基础3.1平均模型建模基础6.开关变换器的基本平均模型3.

4、2Boost变换器的平均模型3.2Boost变换器的平均模型3.2Boost变换器的平均模型3.2Boost变换器的平均模型3.2Boost变换器的平均模型3.2Boost变换器的平均模型确定电感电流纹波3.2Boost变换器的平均模型确定电容电压纹波3.2Boost变换器的平均模型输入文本(a)：(b)：计及电感电阻的Boost变换器平均模型3.2Boost变换器的平均模型由伏秒平衡可知3.2Boost变换器的平均模型由安秒平衡可得：3.2Boost变换器的平均模型由已知公式：由已知公式：3.2Boost变换器的平均模型综合后，可得：3.2Boost变换器的平均模型因此

5、，可得考虑滤波电感电阻的平均电路模型：3.2Boost变换器的平均模型从其平均电路模型可以很清楚的得到输入、输出电压之间的关系，效率以及输出电压、输出电流与占空比D之间的关系。以效率为例：3.3Buck变换器的平均模型左图与上节定义的直流变压器标准电路模型不一致，原边？3.3Buck变换器的平均模型从输入端口等效Buck变换器的等效电路Buck变换器的直流变压器模型直流分量3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型该器件如果是MOSFET或BJT、GTR等，其导通损耗使用一个通态电阻Ron来模拟。如果是功率二极管、IGBT或晶闸管等，则应该使用一个电压源和一个通态电阻来

6、建模，如果变换器在直流工作点上建模时，则可忽略该电阻。(a)MOSFET导通(b)MOSFET关断3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型(a)MOSFET导通(b)MOSFET关断3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型变换器平均电路模型组合以上2个子电路，可得：3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型含直流变压器的变换器平均电路模型因此可得电压传输公式，可知，损耗元件产生的VD、RD、Ron将会减小电压转换率，低于理想值1/D’：3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型同样，按照：可得：为提高效率，我们需要：

7、3.4计及导通损耗的Boost变换器平均模型平均模型在求解平均功率时存在误差，这是由于使用平均值代替了有效值：3种典型电流波形产生的实际功率小结直流变压器模型可以用来理解DC/DC变换器的主要功能：直流电压、电流的变换功能，理想情况下的效率为100%，同时通过占空比的变化来控制电压转化率M(D)。这个模型可以使用我们熟知的传统电路分析方法很方便的建立并求解；在考虑损耗的情况下，包括电感绕组电阻、半导体导通电阻和饱和压降等，这个模型可以进行重构并得到实际非理想中的电压、电流及效率等计算公式；通常，我们可以通过电感伏秒平衡和电容电