開關(guān)電源的環(huán)路設(shè)計及其仿真(已修改)
2025-07-12 00:53 本頁面
【正文】 1 基本理論開關(guān)電源的輸出電壓Vo是由一個控制電壓Vc來控制的，即由Vc與鋸齒波信號比較，產(chǎn)生PWM波形。根據(jù)鋸齒波產(chǎn)生的方式不同，開關(guān)電源的控制方式可分為電壓型控制和電流型控制。電壓型的鋸齒波是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的，如LM5025，電流型的鋸齒波是輸出電感的電流轉(zhuǎn)化成電壓波形得到的，如UC3843。對于反激電路，變壓器原邊繞組的電流就是產(chǎn)生鋸齒波的依據(jù)。輸出電壓Vo與控制電壓Vc的比值稱為未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu，Tu=Vo/Vc。一般按頻率的變化來反映Tu的變化，即Bode圖。電壓型控制的電源其Tu是雙極點，以非隔離的BUCK為例，形式為：電流型控制的電源其Tu是單極點，以非隔離的BUCK為例，形式為：各種電路的未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu可以從資料中找到。本講座的目的是提供一種直觀的環(huán)路設(shè)計手段。2 計算機(jī)仿真開關(guān)電源未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu 開關(guān)平均模型開關(guān)電源的各個量經(jīng)平均處理后，去掉高頻開關(guān)分量，得到低頻(包括直流)的分量。開關(guān)電源的建模、靜態(tài)工作點、反饋設(shè)計、動態(tài)分析等都是基于平均模型基礎(chǔ)之上的。若要得到實際的工作波形，應(yīng)按實際電路進(jìn)行時域仿真(Time Transient Analysis)。將開關(guān)電路中的開關(guān)器件經(jīng)平均化處理后，就得到開關(guān)平均模型，用開關(guān)平均模型可以搭建各種電路。以下是幾個開關(guān)電源的平均模型仿真例子，從電路波形中看不到開關(guān)量，只是平均量，比如電感中流過的電流是實際電感中的電流平均值，電容兩端的電壓是實際電容兩端電壓的平均值等等。 CCM BUCK(連續(xù)模式BUCK)先直流掃描Vc，得到所需的輸出電壓，即得到了電路的靜態(tài)工作點。然后交流掃描，得到Tu的Bode圖。Tu為雙極點。此處Vc等同于占空比d。 DCM BUCK(斷續(xù)模式BUCK)按以上方法得到Tu，在DCM下，Tu變成單極點函數(shù)。模型CCMDCM即可用于連續(xù)模式，也可用于斷續(xù)模式。此處Vc仍等同于占空比d。 CCM BOOST(連續(xù)模式BOOST) 可以用模型搭建各種電路，如連續(xù)模式BOOST。此處采用CCMDCM模型可能仿真不收斂，為使仿真更好地收斂，建議什么電路模式采用對應(yīng)模型。此處Vc也等同于占空比d。 Flybackn是變壓器變比，原邊比副邊。L是變壓器原邊電感量。此處V6等同于d。 受反饋電壓控制的仿真實際電路中，占空比d的產(chǎn)生主要有兩種方法：電壓控制和電流控制。仿真時，電壓控制中d的產(chǎn)生方式如下：Vc是反饋回路的輸出電壓，GAIN的放大倍數(shù)等于鋸
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