理论教育 直流与交流小信号等效电路

直流与交流小信号等效电路

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:参考文献[2]介绍了统一结构的DCM下直流和交流小信号等效电路,如图1-37所示。统一结构的DCM下交流小信号等效电路如图1-37b所示,输入电流线性化后为输出电压作线性化处理后为根据式和式可建立输入侧和输出侧的等效电路。将与式中的D1、D2和I分别用式~式代换,将Ug用U/M代换,则式和式~式可表示为根据上述状态空间平均法分析的结果,可为理想Buck变换器建立DCM下直流等效电路与交流等效电路。

直流与交流小信号等效电路

参考文献[2]介绍了统一结构的DCM下直流和交流小信号等效电路,如图1-37所示。

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图1-37 DCM下理想变换器直流与交流小信号等效电路

a)直流等效电路 b)交流小信号等效电路

如图1-37a所示,图中的理想变压器可变换直流,变压器的电压比M为理想变换器的电压比

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M不仅与控制变量D1有关,也与负载R电感L、开关周期Ts有关。

统一结构的DCM下交流小信号等效电路如图1-37b所示,输入电流978-7-111-28688-2-Chapter01-246.jpg线性化后为

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输出电压978-7-111-28688-2-Chapter01-248.jpg作线性化处理后为

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根据式(1-147)和式(1-148)可建立输入侧和输出侧的等效电路。

根据状态空间平均法分析,由于式(1-142)中的函数g可由式(1-119)得到,且具有式(1-141)规定的特性,978-7-111-28688-2-Chapter01-250.jpg与变换器的运行工况有关,与978-7-111-28688-2-Chapter01-251.jpg相关,因此应从式(1-144)和式(1-145)中消去978-7-111-28688-2-Chapter01-252.jpg978-7-111-28688-2-Chapter01-253.jpg

利用式(1-125)可将式(1-143)整理成

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根据式(1-139)和式(1-141)得到

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978-7-111-28688-2-Chapter01-256.jpg表达为978-7-111-28688-2-Chapter01-257.jpg978-7-111-28688-2-Chapter01-258.jpg的函数,解得978-7-111-28688-2-Chapter01-259.jpg为(www.daowen.com)

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将式(1-150)和式(1-151)分别代入式(1-144)和式(1-145),得到

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由式(1-152)、式(1-153)即可建立理想Buck变换器的交流小信号等效电路,但为了方便闭环系统的控制,通常将式中的各项系数表达为MKRU的函数。将978-7-111-28688-2-Chapter01-263.jpg978-7-111-28688-2-Chapter01-264.jpg式中的D1D2I分别用式(1-134)~式(1-136)代换,将UgU/M代换,则式(1-149)和式(1-152)~式(1-153)可表示为

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根据上述状态空间平均法分析的结果,可为理想Buck变换器建立DCM下直流等效电路与交流等效电路。DCM下直流等效电路的结构如图1-37a所示,图中理想变压器的电压比M由式(1-128)确定。DCM下交流等效电路的结构如图1-37b所示,将式(1-156)和式(1-147)对比,可得到输入侧各元件的系数为

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将式(1-157)和式(1-148)对比,可得到输出侧各元件的系数为

r2=R(1-M) (1-161)

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