【你哥电力电子】DC
DC-DC分析概述
2023年1月21日 nige in Tongji University
#elecEngeneer
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文章目录
- DC-DC分析概述
- 1. 基本分析手段
- 2. 各个模型介绍
- 2.1 CCM非理想大信号平均模型
- 2.2 CCM等效大信号平均模型
- 2.3 CCM的DC电路模型
- 2.4 CCM小信号线性三端开关网络模型
- 2.5 CCM小信号线性电路模型
- 废话
1. 基本分析手段
所有方法与模型的关系如图
不同颜色表示不同分析路径，由于不同的方法可以得到完全相同的模型，如能量守恒平均分析就包含了其他电路平均法的结果
所以会着重分析蓝色与绿色路径
时间平均技术：
一个开关周期内，电压或电流的值被认为是这个周期内的平均值。即
⟨ i ⟩ T S langle irangle_{T_S} ⟨i⟩TS
稳态时，该平均值不变，为直流量，即
⟨ i ⟩ T S = I langle irangle_{T_S}=I ⟨i⟩TS=I
理想：不考虑
- 开关器件导通电阻 R S R_{S} RS
- 二极管导通电压 V F V_F VF、等效平均电阻（EAR） R F R_F RF
- 电感电容等效串联电阻（ESR） R L R_L RL、 R C R_C RC
注意：
- 状态空间平均法不适用于谐振变换器
- 除了能量守恒平均法，其他方法只用于开关器件理想情况
2. 各个模型介绍
2.1 CCM非理想大信号平均模型
- 开关网络用受控源替代
- 此时各电压电流是连续的周期平均值，开关网络开关管支路与二极管支路寄生电阻用周期平均电阻
[[2. BUCK电路#6.1 CCM非理想大信号平均模型]]
[[3. BOOST电路#6.1 CCM非理想大信号平均模型]]
[[4. BUCK-BOOST电路#6.1 CCM非理想大信号平均模型]]
2.2 CCM等效大信号平均模型
- 开关网络用受控源替代
- 此时各电压电流是连续的周期平均值，开关网络的寄生参数等效至电感支路，等效电阻与等效二极管导通电压
R E = R L + D R S + ( 1 − D ) R F R_E=R_L+DR_S+(1-D)R_F RE=RL+DRS+(1−D)RF
V F ′ = ( 1 − D ) V F V_F'=(1-D)V_F VF′=(1−D)VF
R L R_L RL ：电感等效电阻
R S R_S RS ：开关管导通电阻
R F R_F RF ：二极管导通电阻
V F V_F VF ：二极管导通电压
[[2. BUCK电路#6.2 CCM等效大信号平均模型]]
[[3. BOOST电路#6.2 CCM等效大信号平均模型]]
[[4. BUCK-BOOST电路#6.2 CCM等效大信号平均模型]]
2.3 CCM的DC电路模型
- 开关网络用等效直流变压器替代，电感视作短路，电容视作开路
- 保留等效电阻与等效二极管导通电压
[[2. BUCK电路#6.3 CCM的DC电路模型]]
[[3. BOOST电路#6.3 CCM的DC电路模型]]
[[4. BUCK-BOOST电路#6.3 CCM的DC电路模型]]
2.4 CCM小信号线性三端开关网络模型
- 三个端：开关管端（主动端、actice、a）；二极管端（被动端、passive、p）；公共端（common、c）；
- 其中一个端作为地，形成两个端口
- 包含一个受控电压源，一个受控电流源，受控电压源，等效直流变压器
- 其实是根据公式画出来的，有多种画法
例子和下一个一起
2.5 CCM小信号线性电路模型
- CCM等效大信号平均模型 中的开关网络用 CCM小信号线性三端开关网络模型 替代
- 去掉等效二极管导通电压（已经在DC模型中了）
- 根据这个模型可以算非理想情况下的小信号传递函数了
[[2. BUCK电路#6.4 CCM的小信号线性电路模型]]
[[3. BOOST电路#6.4 CCM的小信号线性电路模型]]
[[4. BUCK-BOOST电路#6.4 CCM的小信号线性电路模型]]
废话
-BUCK
-BOOST
-BUCK-BOOST
-CUK
-SEPIC ZETA
-二象限 四象限 多重多相DCDC
-FLYBACK
-FORWARD
-全桥 半桥 推挽 双管正激 DC-DC
-CURRENT DOUBLER
