開關變換器動態特性

內容介紹

《開關變換器動態特性:建模、分析與控制》對開關變換器的建模、分析與控制進行了系統、深入的分析，針對各種基本的開關變換器拓撲和各種常規的控制方法，討論了它們的建模方法、分析方法和動態特性。特別地，《開關變換器動態特性:建模、分析與控制》從變換器內部特性出發，討論了外部電路對開關變換器動態特性和穩定性的影響，指出了設計開關電源及其系統時需要注意的問題。《開關變換器動態特性:建模、分析與控制》內容豐富、實用性強，通過大量開關變換器電路實驗，揭示了各種開關變換器和控制方法的特性，驗證了理論分析的正確性。 《開關變換器動態特性:建模、分析與控制》適合從事電源開發、設計和套用的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校相關專業高年級大學生、研究生的教學參考書。
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Dynamic Profile of Switched-Mode Converter: Modeling, Analysis and Control

作者介紹

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

作品目錄

譯者序前言第1章緒論1.1引言1.2開關變換器的動態建模1.3互聯繫統的動態分析1.4規範等效電路1.5基於負載回響的動態特性分析1.6內容概括第2章動態分析與控制動力學基礎12.1引言2.2開環動態特性 2.2.1狀態空間 2.2.2二連線埠模型 2.2.3控制框圖2.3閉環動態特性 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基本的數學工具回顧 2.6.1線性化 2.6.2傳遞函式 2.6.2.1單零點 2.6.2.2單極點 2.6.2.3二階傳遞函式 2.6.2.4舉例 2.6.3穩定性和性能 2.6.3.1穩定性 2.6.3.2與環路增益有關的動態指標 2.6.3.3右半平面零點和極點 2.6.4矩陣代數 2.6.4.1矩陣加法 2.6.4.2矩陣乘以一個標量 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章直接導通時間控制開關變換器的平均和小信號建模3.1引言3.2直接導通時間控制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恆頻CCM工作模式 3.4.1同步Buck變換器 3.4.2Buck、Boost和Buck-Boost變換器的動態描述 3.4.2.1二極體開關Buck變換器（見圖3.6a） 3.4.2.2二極體開關Boost變換器（見圖3.8a） 3.4.2.3同步開關Boost變換器（見圖3.8b） 3.4.2.4二極體開關Buck-Boost變換器（見圖3.10a） 3.4.2.5同步開關Buck-Boost變換器（見圖3.10b） 3.4.3穩態和小信號等效電路3.5恆頻DCM工作模式 3.5.1Buck變換器 3.5.2Boost和Buck-Boost變換器的動態模型 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動態特性 3.6.1Buck變換器 3.6.1.1控制-輸出傳遞函式 3.6.1.2輸出阻抗 3.6.1.3輸入-輸出傳遞函式 3.6.1.4輸入導納 3.6.1.5 理想輸入導納 3.6.1.6短路輸入導納 3.6.2Boost變換器 3.6.2.1控制-輸出傳遞函式 3.6.2.2輸出阻抗 3.6.2.3輸入-輸出傳遞函式 3.6.2.4輸入導納 3.6.2.5理想輸入導納 3.6.2.6短路輸入導納第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係 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基本傳遞函式 4.3.2基本變換器的特殊傳遞函式 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係 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空間模型 4.4.3DCM模式界限的起因與影響4.5動態特性 4.5.1Buck變換器 4.5.1.1控制-輸出傳遞函式 4.5.1.2輸出阻抗 4.5.1.3輸入-輸出傳遞函式 4.5.1.4輸入導納 4.5.1.5理想輸入導納 4.5.1.6短路輸入導納 4.5.2Boost 變換器 4.5.2.1控制-輸出傳遞函式 4.5.2.2輸出阻抗 4.5.2.3輸入-輸出傳遞函式 4.5.2.4輸入導納 4.5.2.5理想輸入導納 4.5.2.6短路輸入導納第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控制動態特性綜述 5.4.1控制-輸出傳遞函式 5.4.2輸出阻抗 5.4.3輸入-輸出傳遞函式 5.4.4輸入導納5.5電流環高頻極點的影響第6章自激振盪控制的平均小信號模型6.1引言6.2自激振盪建模 6.2.1平均直接導通時間模型 6.2.2直接導通時間控制的小信號模型 6.2.3PCM控制的小信號模型6.3動態特性 6.3.1Buck變換器 6.3.1.1控制-輸出傳遞函式 6.3.1.2輸出阻抗 6.3.1.3輸入-輸出傳遞函式 6.3.1.4輸入導納 6.3.2反激變換器 6.3.2.1控制-輸出傳遞函式 6.3.2.2輸出阻抗 6.3.2.3輸入-輸出傳遞函式 6.3.2.4輸入導納 6.3.2.5理想導納和短路導納第7章電流輸出變換器的動態建模和分析7.1引言7.2電流輸出型變換器的動態模型 7.2.1改進的狀態空間平均法 7.2.2通用動態模型 7.3負載與電源的相互作用7.4級聯電壓-電流環7.5動態特性第8章互聯繫統8.1引言8.2互聯理論 8.2.1負載和電源的相互影響 8.2.2內部穩定性和輸入-輸出穩定性 8.2.3輸出電壓遠端檢測技術 8.2.4輸入EMI濾波器8.3減小互動影響的方法 8.3.1輸入電壓前饋 8.3.2輸出電流前饋8.4動態特性實驗 8.4.1負載和電源間的相互影響 8.4.2遠端檢測 8.4.3系統穩態性第9章控制設計問題9.1引言9.2反饋迴路設計限制 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最大和最小環路交越頻率 9.2.4運算放大器的內部增益9.3控制器實現9.4光耦隔離9.5基於穩壓器的控制系統 9.5.1動態模型 9.5.2雙環控制系統9.6簡單控制設計方法 9.6.1控制設計實例：VMC Buck變換器 9.6.2控制設計實例：PCMC Buck變換器 9.6.3控制設計實例：VMC Boost變換器 9.6.4控制設計實例：PCMC Boost變換器9.7結論第10章四階變換器-Superbuck10.1引言10.2基本動態特性 10.2.1平均模型 10.2.1.1平均狀態空間 10.2.1.2穩態工作點 10.2.1.3臨界導電模式 10.2.2小信號模型 10.2.2.1小信號狀態空間 10.2.2.2傳遞函式 10.2.3右半平面極點 10.2.4設計考慮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設計考慮10.4PCM控制Superbuck 10.4.1小信號模型 10.4.2設計考慮 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設計考慮10.6動態特性分析293 10.6.1Superbuck Ⅰ：15～20V/10V/2.5A 10.6.2Superbuck Ⅱ：6～9V/3.4V/12A10.7小結