压控型Buck变换器的建模与仿真

发布日期:2013 年4 月28 日
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压控型Buck变换器的建模与仿真

:本文对Buck 直流变换器进行了建模与仿真。通过小信号分析法研究连续导电模式下压控型Buck 变换器的模型,并采用PID 补偿网络进行控制器的设计,最后通过Saber 仿真软件对电路进行仿真,仿真结果验证了控制器设计的合理性。

DC-DC 变换器的作用是进行能量的传递与交换, 为实现能量的传递与交换,开关变换器由采样网络, 控制器,PWM 环节,驱动器等控制电路组成系统闭环运行。但该系统是一个离散的非线性系统,欲建立这个系统的精确数学模型,国内较为典型的方法有状态空间平均法, 离散时域法等。

在上述两类方法之上, 又可分为大信号分析法和小信号分析法。目前由于开关电源技术的不断成熟,对其动态性能要求越来越高,这就需要设计出比较良好的系统补偿网络,以满足系统种动态特性的要求。本文采用小信号分析法 进行开关变换器的建模,搭建了非理想Buck 直流变换器的模型,通过对传递函数的求解计算出合理的补偿网络,最后运用Saber 进行仿真验证。

2. 非理想Buck 变换器建模 在大电流开关变换器的建模分析中,需要考虑开关器件的寄生参数,如MOSFET 的开通电阻,二极管的正向导通电阻以及导通压降,电感电容的等效串联电阻等。其等效电路如图1 所示[1],其中MOSFET等效为一个理想开关S 和一个开通电阻RS, 二极管等效为一个理想开关D 和压降VD 以及串联电阻RD,电 Copyright © 2013 Hanspub 11



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