高頻開關電源的單周期控制的Buck開關轉換器的工作波形
加入技術交流群
圖給出了單周期控制的Buck開關轉換器的工作波形：ui、ur及
ui波形圖中的陰影面積即為A?？紤]到輸人電壓的紋波，ui的波形為直流電壓和紋波電壓的疊加。在圖（a）中，給定電壓ur＝Ur為常數，在圖（b）中，給定電壓ur為一個階躍函數。
主開關管V導通時，積分器的輸出A上升；當其峰值等于Ur時，V關斷，與此同時V1閉合；積分器立即復位回零，為下一個周期的積分做好準備?？芍?，A的峰值能較好地跟蹤給定電壓ur。A的變化率dA／dt等于輸人電壓ui（或與ui成正比），如果輸人電壓上升，則A的斜率變大，使A更快地達到ur，其結果是使占空比Du，減??；反之如果輸人電壓ui下降，則Du將增大。
占空比Du由式（9－11）決定：
可見，占空比Du是Ui和Ur的非線性函數：
Du＝f（ui，ur）
并且，當前開關周期的占空比Du，與前一個周期的狀態(tài)無關，只取決于該開關月期的ui和ur。也就是說，當輸人電壓或給定電壓等變化時，占空比Du或輸出電壓的瞬態(tài)響應過程可以在一個開關周期內結束。這就是“單月期控制”的含義。
上面介紹了單周期控制的DC／DC Buck轉換器的原理，推廣到一般情況時，單周期控制理論可以簡述如下：假設一個開關轉換器的主開關管以開關頻率fs＝1/Ts按開關函數k（t）工作
占空比Du，由給定電壓ur調制。主開關管輸人的信號x（t）經過斬波，得到開關變量y（t），其頻率、脈寬均與k（t）相同，而y（t）的包絡線則與信號x（t）相同。
例如式（9－10）中的ui即x（t），uD即y（t）。
假設輸入電壓ui和給定電壓ur的帶寬遠遠小于開關頻率。由式（9－13）可知，主開關管輸出端的有效信號，即開關變量的平均值：
即開關變量的平均值嚴格地等于每一個開關周期的給定電壓ur。
單周期控制的關鍵元件是積分電容。主開關管導通時，反饋控制積分器開始積分，y（t）積分值與ur實時進行比較，當A＝ur時，控制器發(fā)出命令，改變主開關管的工作狀態(tài)，同時積分器復位到零。在該周期內，占空比Du由式（9－14）決定。
評論