测试设备和信号注入方法优化

以频率响应分析仪为例，若变换器的输出电压在FRA最大输入电压限制范围内，适合采用将扰动信号注入到误差放大器输入端的注入法，如图5-23所示。

理论教育 2023-06-17

OrCAD/PSpice10.0安装附录优化指南

A.1 解压将OrCAD/PSpice 10.0仿真软件的压缩文件解压到指定位置，生成以“PSpice10.0”命名的文件夹。A.2 注册找到“license.dat”文件，操作步骤如下：“PSpice10.0”→“license”→“license.dat”，并用记事本将其打开，此时屏幕上出现如图A-1所示的界面。A.3 安装在“PSpice10.0”文件夹中找到“Setup.exe”文件，如图A-3所示。

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PWM调制器的数学模型及时域波形分析

如图1-56所示为PWM的数学模型示意图。锯齿波usaw的一般表达式习惯上，峰峰值用VM表示，本书与习惯一致。对式两边取z变换得D=Uc/VM 上式是PWM的离散数学模型。图1-56 PWM的数学模型示意图图1-57 图1-56各主要点时域波形上述处理过程可用图1-56进行说明。如图1-56a所示是一般的PWM；如图1-56b所示是对uc信号采样保持后再与usaw进行比较；如图1-56c所示是PWM的时域数学模型；如图1-56d所示是PWM的离散数学模型；如图1-56e所示是PWM的连续数学模型。

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模拟控制和数字控制的优缺点分析

另一阻碍开关变换器数字控制技术广泛应用的主要因素是成本。有文献介绍，一般认为在设计DC-DC变换器时，通常100W以上的系统中会应用数字控制技术；而在设计AC/DC变换器时，250W以上的系统会用数字控制技术，这样使开关调节系统的经济性会更高一些。

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开环特性仿真分析及优化

以上是基于Buck变换器，利用所建的开关平均模型的PSpice子电路模型CCM1，讨论变换器的开环特性，将仿真结果与小信号等效模型的结果相比较发现，对应的特性相差无几，这表明在OrCAD Capture的元器件库中建立的平均开关模型CCM1具有正确性和实用性。同时也表明，若想获得开关变换器的开环特性，既可通过PSpice子电路模型CCM1由OrCAD/PSpice软件仿真获得，也可通过交流小信号等效模型由Mathcad仿真软件获得。

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电压控制型开关调节系统的组成及基本工作原理

如图2-10所示的基于Buck变换器的电压控制型开关调节系统的工作原理：当控制电路输出一个高电平后，功率开关导通，主电路从输入电源汲取能量；反之，当控制电路输出一个低电平后，功率开关管断开，主电路停止从输入电源汲取能量。控制电路由控制器、PWM比较器、时钟电路和触发器组成。图2-10 电压控制型开关调节系统

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OrCAD/PSpice软件入门指南

美国的MicroSim公司将Spice软件进一步完善后于1983年推出了在PC上运行的版本——PSpice。PSpice采用了与Spice基本相同的运算规则和语法，其输入、输出文本文件格式与Spice2基本一致。PSpice从6.0版本开始引入图形界面。高版本的PSpice软件模型库中的分立元器件得到了扩充，添加了模拟集成电路宏模型和中小规模数字集成电路宏模型。1998年11月推出了OrCAD/PSpice9.0。经过十多年的发展和应用，OrCAD/PSpice仿真软件实际上已成为微机级电路仿真广为使用的软件之一。

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电流和电荷控制技术的稳定性问题及控制器设计简析

在对峰值电流控制的分析和研究中，重点讨论了电流控制的稳定性问题，分别推导了峰值电流控制CCM下的一阶模型和精确模型、DCM下的等效小信号统一模型。在对电荷控制技术的分析和研究中，重点讨论了CCM下的小信号模型，推导了等效功率级传递函数，并给出了电荷控制的控制器参数设计步骤。单周期控制是通过对开关变量的积分，使其在每个开关周期的平均值等于给定值，实现在单周期内达到新稳态。

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开关调节系统环路增益的测试优化方案

图5-25 用Agilent 4395A分析仪测量环路增益的实验示意电路为了获得准确的测试特性，在设计测试电路时，应注意以下三个方面问题：①应使隔离变压器阻抗与射频输出阻抗相匹配。以Buck变换器电压控制型开关调节系统为例，频率响应测试实验接线如图5-26所示。

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峰值电流控制型开关调节系统性能仿真

对于峰值电流控制的开关调节系统，如果人工斜坡补偿网络设计合理，理论上可以完全消除输入电压扰动对输出电压的影响，这也是峰值电流控制的另一优点。如图4-79所示给出了占空比直接控制和峰值电流控制的Buck变换器输出阻抗特性的仿真电路。

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电流控制型开关调节系统优化方案

电压控制型开关调节系统，是将采样网络检测到的电压信号作为反馈信号实现闭环控制。由电压控制器的输出信号uCP提供最大电流的限制信号，限制功率开关管的最大电流或平均电流，可实现过电流保护。每个开关变换器有独立的电流控制环，使每个变换器的输出电流均受uCP信号控制，能够实现几台开关变换器之间的负荷的自动分配。

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利用Agilent4395A分析仪扩频测量铝电解电容器频率特性的方法

作为阻抗分析仪时，Agilent4395A其频率范围在0.1～500MHz，而开关电源大量使用的铝电解电容一般谐振频率小于100kHz。为了准确获得用Agilent4395A分析仪扩频测量铝电解电容器频率特性及其电气参数，需介绍测量设备的校准、补偿、扫描参数的设置以及参数测取方法等问题。

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DCM下的交流小信号等效电路分析

如图1-50所示为已建立的非Buck变换器在DCM下的交流小信号等效电路。与CCM一样为了进一步定量分析非理想Buck变换器在DCM下的低频动态特性，可根据如图1-50所示的等效电路建立相应的交流小信号s域的等效电路，如图1-51所示。举例表1-9 DCM下负载为32ΩBuck变换器电路实验数据表Buck变换器在DCM时，控制-输出传递函数频率特性的仿真及实测曲线如图1-55所示。

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提高电网平稳性的平均开关模型

下面以SEPIC变换器为例介绍平均开关模型的求取。图4-3 CCM SEPIC变换器端口波形为了获得平均开关模型，要对电路求平均。平均开关模型与开关频率、谐波、变换器的各物理量的波形无关，仅含有直流成分和低频交流成分，它是大信号平均开关模型。

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电压控制型Buck变换器分析与研究

Buck变换器是开关电源中最基本的拓扑结构之一，下面以非理想Buck变换器为例分析和研究电压控制型开关调节系统。由式（2-9）可知，Buck变换器控制-输出的传递函数具有一个零点和两个双重极点，根据参考文献[1]对补偿网络的设计分析，在此宜采用如图2-17所示的双极点-双零点补偿网络。图2-20 电压控制型调节系统环路增益的仿

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电压型Buck电路控制器复频域综合

为了便于设计，定义除补偿网络和电压采样网络之外的环节为控制对象，把补偿网络和电压采样网络合并，并称之为电压控制器。根据主电路的典型传递函数和复频域参数，设计能够与主电路相匹配且满足设计技术要求的控制器。对如图4-81所示的Buck电路，忽略电感电容等效串联电阻后其控制-输出的传递函数为：由ESR引起的零点参数为：用PSpice软件仿真的模型和幅相频率特性如图4-82所示。

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