20170721-功率级小信号传递函数的物理意义与测量(四).pdf

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1、功率级小信号传递函数的物理意义与测量（四）普高（杭州）科技开发有限公司张兴柱博士小信号电流音频隔离度的物理意义与测量：iˆgGii(g)×iˆoZoutvˆgvˆoiˆoLGvg×vˆgGvd×dˆZinGid(g)×dˆdˆ图1：功率变换器的一般小信号等效电路vˆo(s)=Gvd(s)×dˆ(s)+Gvg(s)vˆg(s)−Zout(s)×iˆoL(s)（1）1iˆg(s)=Gid(g)(s)×dˆ(s)+vˆg(s)+Gii(g)(s)×iˆoL(s)（2）Zin(s)由方程（2）可知，功率变换器的小信号传递函数Gii(g)(s)

2、，其定义为：iˆgGii(g)(s)=（3）iˆoL(vˆg=0,dˆ=0)从这个定义，可以看出，Gii(g)(s)是一种小信号增益，其物理概念为：对应于功率变换器的某一稳态工作点[Vg，IoL，D，Ig]，在保持输入电压和占空比不变时，当负载电流被小信号扰动后，所获得的输入电流小信号扰动与负载电流小信号扰动之比。扰动后的工作点变成一个准稳态工作点[Vg，IoL+iˆoL，D，Ig+iˆg]。当负载电流的小信号扰动采用单一频率的扰动，且其扰动频率小于1/2开关频率时，在输入电流上的扰动也可看成是同频的小信号扰动，这两个小信号扰动在频域

3、上的比值，即Gii(g)(s)与小信号扰动的频率有关，Gii(g)(s)幅度的大小，反映了功率变换器的输入电流抗负载电流小扰动的抑制能力，因而经作者的推广，就将Gii(g)(s)称为功率变换器的电流音频抗扰度，或称电流音频隔离度。电流音频隔离度Gii(g)(s)是一个非常新的概念。在DC-AC逆变器中，前级DC-DC功率变换器往往是一个升压电路，如将太阳能电池和燃料电池的电压升到350V左右。其负载电流可以看成是一个DC分量加上一个100Hz的AC分量，这个100HzAC分量的幅度等于直流分1量，虽然不能将它看成是负载电流上的一个小信

4、号扰动，但这个低频的负载扰动会在输入电11+sωzc流上产生同样低频的扰动，从Boost变换器的Gii(g)(s)=，可以看出，22D′1+sQωo+sω0输入电流上的低频扰动是没有任何衰减作用的。但要紧的是像燃料电池这种新型再生能源，其对输入电流的低频纹波大小有着非常严格的要求，为了将输入电流的低频纹波控制在一定的幅度之内，必须依赖闭环。所以这个指标将会成为新一代再生能源供电系统中的一个重要指标，因此请读者多加关注。Ig+iˆgVo+vˆoLTSIoLVgNpNsDC电流探头1欧D通用控制电路OutputChAChB频率响应分析仪图

5、2：功率变换器的小信号电流音频隔离度测试功率变换器在某一稳态工作点上的小信号电流音频隔离度，可用图2的线路进行测试。2