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移相全桥变换器的小信号电路模型建模与仿真

移相全桥变换器的小信号电路模型建模与仿真
由于开关电源是一个线性与非线性相结合的综合系统,给系统的动态研
究和设计带来很多不便。

本文主要是用状态空间平均法来进行建立模型,它是由美国加里福尼亚理工学院的R.D.MiddlebrOOk 于1976 年提出的。

这种方
法不仅简化了计算过程,使各种不同结构变换器的解析模型具有了统一的形式,而且操作性更强,工作人员仍可以用波德图(Bode Plot)或者奈奎斯特(Nyquist)
定理来对系统进行系统稳定的判定。

1 建模
由于移相全桥变换器可由Buck 变换器变化而来,首先根据Buck 变换器的
原理,采用状态空间平均法,建立Buck 变换器的小信号模型。

为简单起见,
本文简化变换器,使其工作在理想状态,即状态转换是瞬间完成的,在任何时候都只有两种状态存在——导通或关断。

选择电感电流iL 和电容电压Uc 为状
态参量,输出电压Uo 和输入电流Is 为输出参量,Ui 为输入参量,D 为晶体管
占空比。

如图l 所示。

1)变换器工作在CCM 状态下,由图2 可知,在0≤t≤DTs时间段内,
2)变换器工作在DCM 状态下,由图3 可知,在DTs≤t≤Ts时间段内,
二极管的导通占空比为D’=1 一D,则基本的状态平均方程组为:
将上面各式代入到(10)式并减去式(11)得扰动方程为。

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