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。
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
M不仅与控制变量D1有关,也与负载R及电感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,输入电流线性化后为
输出电压作线性化处理后为
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,与变换器的运行工况有关,与相关,因此应从式(1-144)和式(1-145)中消去与。
利用式(1-125)可将式(1-143)整理成
根据式(1-139)和式(1-141)得到
将表达为与的函数,解得为(www.daowen.com)
将式(1-150)和式(1-151)分别代入式(1-144)和式(1-145),得到
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M、K、R和U的函数。将与式中的D1、D2和I分别用式(1-134)~式(1-136)代换,将Ug用U/M代换,则式(1-149)和式(1-152)~式(1-153)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。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
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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