一种PCM Buck变换器多频模型

2021-09-10李菲王飞王蒙

重庆科技学院学报(自然科学版) 2021年4期

李菲王飞王蒙

(安徽机电职业技术学院互联网与通信学院，安徽芜湖 241000)

为了节省空间、缩小体积，如何用较小的输出电容满足较快的瞬态响应成了电压调制器亟需解决的难题。研究表明，电路带宽的大小对瞬态响应的快慢起着至关重要的作用。通常，带宽越大，满足瞬态响应所需的输出电容就越小[1]。对于具有固定工作频率的电源系统，应提高系统带宽，以缩小体积[2]。

脉宽调制器(PWM)是Buck变换器的重要组成部分，传统的PWM设计建立在状态空间平均模型的基础之上[3]。峰值电流模(PCM)Buck变换器的状态空间平均模型中考虑了系统的寄生参数，如开关管的导通电阻、MOSFET管的死区时间等[4]。但在建模过程中，消除了电源变换器的采样特性，状态空间平均模型的精确度不会超过1/2开关频率[5]。对于工作在固定频率下的开关电源系统，随着带宽的增加，状态空间平均模型的精确度将不断降低[6]。电压模(VM)Buck变换器是常采用的多频模型，其中考虑了PWM比较器的非线性特性，故精确度较高。本次研究是将将多频模型应用于PCM Buck变换器中，设计一种PCM Buck变换器多频模型。模型在整个开关频段范围内均能与Simetrix/Simplis软件的仿真数据很好吻合，且可以准确地反映PCM Buck变换器系统的频域特性行为。