開關(guān)變換器動態(tài)特性

內(nèi)容概要

　　本書對開關(guān)變換器的建模、分析與控制進行了系統(tǒng)、深入的分析，針對各種基本的開關(guān)變換器拓?fù)浜透鞣N常規(guī)的控制方法，討論了它們的建模方法、分析方法和動態(tài)特性。特別地，本書從變換器內(nèi)部特性出發(fā)，討論了外部電路對開關(guān)變換器動態(tài)特性和穩(wěn)定性的影響，指出了設(shè)計開關(guān)電源及其系統(tǒng)時需要注意的問題。本書內(nèi)容豐富、實用性強，通過大量開關(guān)變換器電路實驗，揭示了各種開關(guān)變換器和控制方法的特性，驗證了理論分析的正確性。
本書適合從事電源開發(fā)、設(shè)計和應(yīng)用的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)高年級大學(xué)生、研究生的教學(xué)參考書。

作者簡介

Teuvo Suntio博士畢業(yè)于芬蘭赫爾辛基理工大學(xué)，在電力電子行業(yè)從事了22年的工程和管理工作后，他受聘為芬蘭奧盧大學(xué)電子實驗室教授；2004年，他受聘為芬蘭坦佩雷理工大學(xué)電能量工程系教授。Suntio教授的研究興趣包括開關(guān)變換器、開關(guān)變換器組成的系統(tǒng)的動態(tài)特性和控制設(shè)計，以及可再生能源系統(tǒng)中開關(guān)變換器的相互作用。Suntio教授擁有數(shù)項國際專利，他是IEEE的高級會員。

書籍目錄

譯者序
前言
第1章　緒論
　1.1引言
　1.2開關(guān)變換器的動態(tài)建模
　1.3互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)分析
　1.4規(guī)范等效電路
　1.5基于負(fù)載響應(yīng)的動態(tài)特性分析
　1.6內(nèi)容概括
第2章　動態(tài)分析與控制動力學(xué)基礎(chǔ)
　2.1引言
　2.2開環(huán)動態(tài)特性
　　2.2.1狀態(tài)空間
　　2.2.2二端口模型
　　2.2.3控制框圖
　2.3閉環(huán)動態(tài)特性
　　2.3.1電壓輸出型變換器
　　2.3.2電流輸出型變換器
　2.4負(fù)載和電源影響
　　2.4.1電壓輸出型變換器
　　2.4.2電流輸出型變換器
　2.5LC電路舉例
　　2.5.1電壓輸出型電路
　　2.5.2電流輸出型電路
　2.6基本的數(shù)學(xué)工具回顧
　　2.6.1線性化
　　2.6.2傳遞函數(shù)
　　2.6.2.1單零點
　　2.6.2.2單極點
　　2.6.2.3二階傳遞函數(shù)
　　2.6.2.4舉例
　　2.6.3穩(wěn)定性和性能
　　2.6.3.1穩(wěn)定性
　　2.6.3.2與環(huán)路增益有關(guān)的動態(tài)指標(biāo)
　　2.6.3.3右半平面零點和極點
　　2.6.4矩陣代數(shù)
　　2.6.4.1矩陣加法
　　2.6.4.2矩陣乘以一個標(biāo)量
　　2.6.4.3矩陣乘法
　　2.6.4.4矩陣的行列式
　　2.6.4.5矩陣的逆
　2.7變換器的工作模式和控制模式
第3章　直接導(dǎo)通時間控制開關(guān)變換器的平均和小信號建模
　3.1引言
　3.2直接導(dǎo)通時間控制
　3.3通用建模方法
　　3.3.1Buck變換器
　　3.3.2Boost變換器
　　3.3.3Buck?Boost 變換器
　3.4恒頻CCM工作模式
　　3.4.1同步Buck變換器
　　3.4.2Buck、Boost和Buck?Boost變換器的動態(tài)描述
　　3.4.2.1二極管開關(guān)Buck變換器（見圖3.6a）
　　3.4.2.2二極管開關(guān)Boost變換器（見圖3.8a）
　　3.4.2.3同步開關(guān)Boost變換器（見圖3.8b）
　　3.4.2.4二極管開關(guān)Buck?Boost變換器（見圖3.10a）
　　3.4.2.5同步開關(guān)Buck?Boost變換器（見圖3.10b）
　　3.4.3穩(wěn)態(tài)和小信號等效電路
　3.5恒頻DCM工作模式
　　3.5.1Buck變換器
　　3.5.2Boost和Buck?Boost變換器的動態(tài)模型
　　3.5.2.1Boost變換器（見圖3.8a）
　　3.5.2.2Buck?Boost變換器（見圖3.10a）
　3.6動態(tài)特性
　　3.6.1Buck變換器
　　3.6.1.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　3.6.1.2輸出阻抗
　　3.6.1.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　3.6.1.4輸入導(dǎo)納
　　3.6.1.5理想輸入導(dǎo)納
　　3.6.1.6短路輸入導(dǎo)納
　　3.6.2Boost變換器
　　3.6.2.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　3.6.2.2輸出阻抗
　　3.6.2.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　3.6.2.4輸入導(dǎo)納
　　3.6.2.5理想輸入導(dǎo)納
　　3.6.2.6短路輸入導(dǎo)納
第4章　峰值電流控制的平均和小信號模型
　4.1引言
　4.2峰值電流控制原理
　4.3CCM模型
　　4.3.1Buck、 Boost和 Buck?Boost 變換器占空比約束關(guān)系
　　4.3.1.1Buck 變換器
　　4.3.1.2Boost變換器
　　4.3.1.3Buck?Boost變換器
　　4.3.1.4CCM基本傳遞函數(shù)
　　4.3.2基本變換器的特殊傳遞函數(shù)
　　4.3.2.1Buck變換器
　　4.3.2.2Boost變換器
　　4.3.2.3Buck?Boost 變換器
　　4.3.3CCM模式界限的起因與影響
　4.4DCM模型
　　4.4.1基本變換器的占空比約束關(guān)系
　　4.4.1.1Buck 變換器
　　4.4.1.2Boost 變換器
　　4.4.1.3Buck?Boost 變換器
　　4.4.2PCMC變換器的小信號狀態(tài)空間模型
　　4.4.3DCM模式界限的起因與影響
　4.5動態(tài)特性
　　4.5.1Buck變換器
　　4.5.1.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　4.5.1.2輸出阻抗
　　4.5.1.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　4.5.1.4輸入導(dǎo)納
　　4.5.1.5理想輸入導(dǎo)納
　　4.5.1.6短路輸入導(dǎo)納
　　4.5.2Boost 變換器
　　4.5.2.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　4.5.2.2輸出阻抗
　　4.5.2.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　4.5.2.4輸入導(dǎo)納
　　4.5.2.5理想輸入導(dǎo)納
　　4.5.2.6短路輸入導(dǎo)納
第5章　平均電流模式控制的平均和小信號模型
　5.1引言
　5.2ACM控制原理
　5.3全紋波電流反饋建模
　5.4ACM控制動態(tài)特性綜述
　　5.4.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　5.4.2輸出阻抗
　　5.4.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　5.4.4輸入導(dǎo)納
　5.5電流環(huán)高頻極點的影響
第6章　自激振蕩控制的平均小信號模型
　6.1引言
　6.2自激振蕩建模
　　6.2.1平均直接導(dǎo)通時間模型
　　6.2.2直接導(dǎo)通時間控制的小信號模型
　　6.2.3PCM控制的小信號模型
　6.3動態(tài)特性
　　6.3.1Buck變換器
　　6.3.1.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　6.3.1.2輸出阻抗
　　6.3.1.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　6.3.1.4輸入導(dǎo)納
　　6.3.2反激變換器
　　6.3.2.1控制?輸出傳遞函數(shù)
　　6.3.2.2輸出阻抗
　　6.3.2.3輸入?輸出傳遞函數(shù)
　　6.3.2.4輸入導(dǎo)納
　　6.3.2.5理想導(dǎo)納和短路導(dǎo)納
第7章　電流輸出變換器的動態(tài)建模和分析
　7.1引言
　7.2電流輸出型變換器的動態(tài)模型
　　7.2.1改進的狀態(tài)空間平均法
　　7.2.2通用動態(tài)模型
　7.3負(fù)載與電源的相互作用
　7.4級聯(lián)電壓?電流環(huán)
　7.5動態(tài)特性
第8章　互聯(lián)系統(tǒng)
　8.1引言
　8.2互聯(lián)理論
　　8.2.1負(fù)載和電源的相互影響
　　8.2.2內(nèi)部穩(wěn)定性和輸入?輸出穩(wěn)定性
　　8.2.3輸出電壓遠(yuǎn)端檢測技術(shù)
　　8.2.4輸入EMI濾波器
　8.3減小交互影響的方法
　　8.3.1輸入電壓前饋
　　8.3.2輸出電流前饋
　8.4動態(tài)特性實驗
　　8.4.1負(fù)載和電源間的相互影響
　　8.4.2遠(yuǎn)端檢測
　　8.4.3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性
第9章　控制設(shè)計問題
　9.1引言
　9.2反饋回路設(shè)計限制
　　9.2.1相位和增益裕量
　　9.2.2右半平面零點和極點
　　9.2.3最大和最小環(huán)路交越頻率
　　9.2.4運算放大器的內(nèi)部增益
　9.3控制器實現(xiàn)
　9.4光耦隔離
　9.5基于穩(wěn)壓器的控制系統(tǒng)
　　9.5.1動態(tài)模型
　　9.5.2雙環(huán)控制系統(tǒng)
　9.6簡單控制設(shè)計方法
　　9.6.1控制設(shè)計實例：VMC Buck變換器
　　9.6.2控制設(shè)計實例：PCMC Buck變換器
　　9.6.3控制設(shè)計實例：VMC Boost變換器
　　9.6.4控制設(shè)計實例：PCMC Boost變換器
　9.7結(jié)論
第10章　四階變換器?Superbuck
　10.1引言
　10.2基本動態(tài)特性
　　10.2.1平均模型
　　10.2.1.1平均狀態(tài)空間
　　10.2.1.2穩(wěn)態(tài)工作點
　　10.2.1.3臨界導(dǎo)電模式
　　10.2.2小信號模型
　　10.2.2.1小信號狀態(tài)空間
　　10.2.2.2傳遞函數(shù)
　　10.2.3右半平面極點
　　10.2.4設(shè)計考慮
　10.3耦合電感Superbuck
　　10.3.1小信號模型
　　10.3.2右半平面極點
　　10.3.3減小輸入電流紋波
　　10.3.4設(shè)計考慮
　10.4PCM控制Superbuck
　　10.4.1小信號模型
　　10.4.2設(shè)計考慮
　　10.4.2.1電感電流反饋補償
　　10.4.2.2避免右半平面極點的方法
　10.5耦合電感PCM控制Superbuck
　　10.5.1小信號模型
　　10.5.2設(shè)計考慮
　10.6動態(tài)特性分析
　　10.6.1Superbuck I：15～20V/10V/2.5A
　　10.6.2SuperbuckⅡ：6～9V/3.4V/12A
　10.7小結(jié)
　　
　　　　

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