峰值電流模Buck變換器的高頻非線性建模.pdf

1、隨著微處理器的不斷發(fā)展與性能提高，其供電電源需要滿足快速瞬態(tài)響應(yīng)的要求，目前的主流趨勢(shì)是提高電源變換器的工作頻率及帶寬以滿足上述需求。而隨著電源變換器開關(guān)頻率及帶寬的增加，傳統(tǒng)的平均模型在較高頻率范圍內(nèi)精度很低，將不再適用，為解決這一問題，需建立一種能夠精確反應(yīng)系統(tǒng)較高頻段范圍內(nèi)性能參數(shù)的高頻非線性模型。
　　本文針對(duì)工作于連續(xù)工作模式(CCM)狀態(tài)下的峰值電流模(PCM) Buck電源變換器，建立了一種高頻非線性模型，即多頻模型

2、，并將該模型應(yīng)用于實(shí)際電源變換器中進(jìn)行分析與驗(yàn)證。首先，采用傳統(tǒng)的狀態(tài)空間平均法對(duì)CCM下PCM Buck變換器進(jìn)行小信號(hào)建模，搭建一套完整的小信號(hào)平均模型。其次，本文考慮了由PWM比較器的非線性所帶來(lái)的邊帶效應(yīng)，推導(dǎo)并建立了PWM比較器的多頻模型。在此基礎(chǔ)上，引入PCM Buck變換器內(nèi)部電流環(huán)產(chǎn)生的采樣保持效應(yīng)及電路延時(shí)產(chǎn)生的遲滯效應(yīng)，搭建了PCM Buck變換器全電路的多頻模型。最后，將所建立的多頻模型應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際PCM Buc

3、k變換器電路，解釋了邊帶效應(yīng)給系統(tǒng)帶來(lái)的影響，能夠較好地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的高頻段行為特性。
　　仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示:對(duì)于工作頻率為2MHz、帶寬為300kHz的PCM Buck變換器，傳統(tǒng)平均模型與電路級(jí)仿真模型的相頻特性曲線的吻合頻率最高為300kHz，當(dāng)帶寬為600kHz時(shí)，只能達(dá)到200kHz，而本文建立的多頻模型與電路級(jí)仿真模型的吻合頻率則均超過了1MHz，即1/2fs。故采用多頻模型可以較好地預(yù)測(cè)系統(tǒng)高頻段范圍內(nèi)的行為特性，能為電