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開關(guān)電源系統(tǒng)的頻域模型的方塊圖

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年05月18日  

方塊圖是自動調(diào)節(jié)(控制)系統(tǒng)中各個單元的動能和信號流的一種圖解,也是一種數(shù)學(xué)模型,它表示各個單元之間的相互關(guān)系和信號流動的情況,圖所示的方塊圖是一個單環(huán)控制的開關(guān)電源系統(tǒng)的方塊圖,方塊圖可用以分析小信號擾動用途下系統(tǒng)的瞬態(tài)性能。方塊圖中每一個單元是一個方塊,用傳遞函數(shù)G(s)描述方塊的輸出y(s)與輸人信號X(s)的關(guān)系


圖單環(huán)控制的開關(guān)電源系統(tǒng)方塊圖


在圖中,負(fù)載電流i。和輸人電壓ui是小信號擾動。


為開關(guān)轉(zhuǎn)換器(包括主開關(guān)和濾波電路)的控制-輸出傳遞函數(shù);


k1(s)和k2(s)分別是電壓控制器和脈沖寬度調(diào)制器(pWM)的傳遞函數(shù),k2(s)近似于鋸齒波幅值成反比


H(s)為電壓檢測器的傳遞函數(shù):為開關(guān)轉(zhuǎn)換器的等效輸出阻抗;


uf(s)是電壓檢測器的檢測輸出電壓;ur(s)為給定(基準(zhǔn))電壓。


開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是不同的,以圖為例,前面通道的傳遞函數(shù)為G(s),反饋通道的傳遞函數(shù)為H(s)。


系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)


系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為


閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式為系統(tǒng)的特點(diǎn)多項(xiàng)式。令特點(diǎn)多項(xiàng)式等于零,則得特點(diǎn)方程的根就是系統(tǒng)的極點(diǎn)。令閉環(huán)傳遞函數(shù)的分子多項(xiàng)式為零時,其解稱為系統(tǒng)的零點(diǎn)。


所謂綜合,就是在給定開關(guān)轉(zhuǎn)換器功率電路參數(shù)的條件下,設(shè)計(jì)確定開關(guān)電源控制器的參數(shù)。在頻域內(nèi)綜合是比較方便的,但是不直觀。


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