常見DC-DC變換器建模技術(shù)大盤點(diǎn)

對(duì)于研發(fā)工程師們來說，利用模擬建模技術(shù)對(duì)新推出的DC-DC變換器產(chǎn)品進(jìn)行誤差校正和檢查，是整個(gè)研發(fā)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。那么，在平時(shí)的工作中，常見的建模方法都有哪些，這些方法都各自適用于什么類型的轉(zhuǎn)換器呢?今天我們將會(huì)為大家進(jìn)行一個(gè)大盤點(diǎn)，幫助工程師們?nèi)媪私獠煌愋偷慕＜夹g(shù)。

首先要為大家介紹的是狀態(tài)空間平均法。這種方法是目前國際上比較常見的建模方法，主要是利用了系統(tǒng)的狀態(tài)變量時(shí)間連續(xù)的概念，在開關(guān)頻率足夠高時(shí)，忽略一個(gè)開關(guān)周期中輸入信號(hào)的變化，以平均的概念將開關(guān)電源用一個(gè)線性時(shí)不變的狀態(tài)方程來近似，然后利用解析方法對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行建模。當(dāng)系統(tǒng)的特征頻率與開關(guān)頻率接近時(shí)，該方法會(huì)引起較大誤差。故狀態(tài)空間平均法主要適合PWM變換器，而不能用于諧振變換器的建模。

接下來要為大家介紹的另一個(gè)比較常見的建模技術(shù)是通用平均法。通用平均法主要是對(duì)各狀態(tài)變量進(jìn)行傅立葉分析，然后利用諧波平衡的理論得出小信號(hào)數(shù)學(xué)模型。這種方法不僅適用于PWM變換器，也適用于諧振式變換器。該方法可以得到精確的小信號(hào)模型但建模過程比較復(fù)雜。

第三種比較常見的轉(zhuǎn)換器建模技術(shù)被稱為離散時(shí)域仿真法。離散時(shí)域仿真法的基本操作思路是利用狀態(tài)空間法列出非線性系統(tǒng)的分段線性方程，隨后找出狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律，得出非線性差分方程，用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行求解。這種方法最大的有點(diǎn)在于可以幫助工程師得到較精確的模型。

除此之外，目前國內(nèi)比較常用的DC-DC變換器建模方法中，等效電路法也是普及度比較高的方法之一。該種方法應(yīng)用了一個(gè)載波周期內(nèi)平均的概念，把開關(guān)電源變?yōu)橐粋€(gè)含有受控源的線性電路，然后用求解線性電路的方法對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行小信號(hào)分析。不過，這種方法最近正在被一種新的小信號(hào)建模法——擴(kuò)展描述函數(shù)方法所取代，擴(kuò)展描述函數(shù)建模的方法比通用平均法更簡單，也更加適用于諧振類變換器的分析建模。