統(tǒng)一電路模型第四五章(編輯修改稿)
2025-05-26 06:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 cson V tuTttd )()( ??而占空比又 mccsTtdtsms a wVtutdtutTVtu )()( )()()(?????在一個開關(guān)周期內(nèi)， mc Vtut 1)()( ??mV1 )()( tdt ??)(tuc故有 4. 統(tǒng)一電路模型 引入小擾動 )(~)()(~)(tuVtutdDtdccc ????mccmc V tuVtdDV tutd )(~)(~ )()( ?????得占空比與控制信號之間的直流關(guān)系以及小波動交流關(guān)系： )(~1)(~ tuVtdVDcmc???mV1 )(~)()( tdDtdt ????)(~)( tuVtu ccc ?? 與引入小擾動之前 對比顯見，由于 PWM調(diào)制器的開關(guān)周期平均模型是線性的，故無論大信號還是小信號，其輸出輸入的數(shù)學(xué)關(guān)系是相同的。 自修作業(yè) (預(yù)習(xí) )： 1. 對于電流斷續(xù) (DCM)情況，直流變換器數(shù)學(xué)模型如何處理？ 2. 對于非直流變換，數(shù)學(xué)建模的基本技術(shù)思路、方法？以及與直流變換器建模的主要異同？ 5. 電流斷續(xù)方式的動態(tài)建模 DC/DC變流器在輕載時可能會工作在電感電流斷續(xù)方式 (DCM方式 )，或有時特意將其設(shè)計在 DCM方式。 DC/DC變流器在 DCM方式時的動態(tài)行為與在 CCM方式時的動態(tài)行為存在較大差異， 反映在數(shù)學(xué)模型上也必然有相應(yīng)差異 。因此， DC/DC變流器在 DCM時的數(shù)學(xué)模型需要專門討論。 － u0 d1TS d2TS d3TS u1 uin uin u2 iL 5. 電流斷續(xù)方式的動態(tài)建模 DC/DC變換器 DCM方式的平均模型 R C iC ? uL iL + DV L S u0 uin i1 i0 i2 u1 ? uL iL iC + DV L C R S u0 uin i1 i0 u2 開關(guān)網(wǎng)絡(luò) SG i1 i2 uL uin＋ u0 － u0 － (u0 ＋ uin) TS 仍以 BuckBoost電路為例，如圖。 為方便起見 為方便起見，將電路中電力電子器件部分構(gòu)成一個二端口開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。電路穩(wěn)態(tài)工作過程： 假設(shè)開關(guān)頻率足夠高 , C足夠大 , u0、 uin 在一個開關(guān)周期中近似不變 , 可以用相應(yīng)的開關(guān)周期平均值表示 , 則： S導(dǎo)通 → DV反偏截止 → uL=uin , iL線性上升 , L蓄能 , 同時 C向負(fù)載 R放電 。 S關(guān)斷 → DV導(dǎo)通 , L釋能給負(fù)載 (iL線性下降 ), 同時 C充電 → 若 L蓄能有限 , iL尚未到達(dá)下一開關(guān)周期之前下降至零 , DV自然截止 , 電感電流發(fā)生斷續(xù)。工作波形如圖所示。 需要討論 u i u i2開關(guān)周期平均值及其關(guān)系。 ?????????????sTtt LssTtt LsLLinsssinsLdiTLdtuTdtdiLuududTTduTduTdu1 0 0213021同時：5. 電流斷續(xù)方式的動態(tài)建模 先看 u u2。 由工作波形可得 uL的開關(guān)周期平均值 ： )]()([ tiTtiTLdiTLu LsLssTtt LsL ???? ??0)]()([ ???? tiTtiTLu LsLsL012 uudd in?故可得： ? ?? ?ininininsinsinssudududdduduudTuTduuTdTdu10232130230211 1 0 ???????????????inuu ?1 表明此電路的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)輸入電壓與輸入電源電壓的開關(guān)周期平均值相等。 i2 u1 ? uL iL iC + DV L C R S u0 uin i1 i0 u2 開關(guān)網(wǎng)絡(luò) SG iL i1 i2 uL u1 uin＋ u0 uin － u0 uin u2 － (u0 ＋ uin) － u0 d1TS d2TS d3TS TS 電路穩(wěn)態(tài)時 iL(t)間隔一個開關(guān)周期的瞬時值應(yīng)相同 , 即： iL(t＋ TS)= iL(t) → 5. 電流斷續(xù)方式的動態(tài)建模 ? ?? ?010200301032012 0 uududuuduudTuTdTduuTduininsssins????????????????i2 u1 ? uL iL iC + DV L C R S u0 uin i1 i0 u2 開關(guān)網(wǎng)絡(luò) SG iL i1 i2 uL u1 uin＋ u0 uin － u0 uin u2 － (u0 ＋ uin) － u0 d1TS d2TS d3TS TS 1321 ??? ddd012 uudd in? 可見 , 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)輸出電壓與電路輸出電壓的開關(guān)周期平均值在數(shù)值上也相等。 從另一角度看 → 電感電壓穩(wěn)態(tài)時在一個開關(guān)周期的平均值為零 (為何 ?)，
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