[发明专利]一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法

权利要求书

1.一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、采用状态空间平均法建立开关功率变换器的功率级电路的传递函数；

S200、列写出数字控制器的零阶保持电路的传递函数及数字控制环路中的延迟传递函数；

S300、列写出输出电压的检测增益、电感电流的检测增益，均包括A/D转换增益；

S400、根据数字电流模控制规律，得出表示电流控制规律的函数G_c，并且在此基础上，设计出电压环路补偿器G_v，完成整个数字电流模控制的开关功率变换器系统的建模；

S500、最后采用等效小参量法对所建模型进行稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，步骤S100中，所述的状态空间平均法是利用DC-DC变换器的工作原理得出其状态方程：其中x＝[i_L v_o]^T为状态变量；u为输入电压；A＝dA₁+(1-d)A₂；B＝dB₁+(1-d)B₂；d表示DC-DC变换器的占空比；A_i，i＝1,2，分别为开关管导通、关断时的状态矩阵；B_i，i＝1,2，分别为开关管导通、关断时的输入矩阵，基于DC-DC变换器的状态方程则得到输出变量x＝[i_L v_o]^T到占空比d的传递函数即得到主电路的传递函数G_id和G_vd。

3.根据权利要求1所述的一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，步骤S200中，所述的数字控制器包括数字脉冲宽度调制器DPWM和模数转换器ADC，其中数字控制器中存在采样和量化环节，常用零阶保持电路将离散信号转化为连续信号，其传递函数其中T为采样周期。

4.根据权利要求1所述的一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，步骤S200中，所述的数字控制环路中的延迟包含控制器的计算时间t_c、A/D器的转换时间t_a/d及多路开关的延迟时间T_d，其中控制器的计算时间t_c、A/D器的转换时间t_a/d合并在一起的传递函数为多路开关的延迟传递函数数字控制系统环路中所有延迟的传递函数

5.根据权利要求1所述的一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，步骤S300中，所述的输出电压的检测增益，包括A/D转换增益，电感电流的检测增益，包括A/D转换增益，其中，V_{ref,ADC_V}、V_{ref,ADC_I}分别表示输出电压、电感电流的检测值；N表示A/D转换器的位数。

6.根据权利要求1所述的一种数字电流模控制的开关功率变换器的建模及分析方法，其特征在于，步骤S400中，所述的数字电流模控制规律是指DC-DC开关变换器的脉冲宽度调制规律，包括单缘调制和双缘调制两种调制方式，其中单缘调制包括前缘调制和后缘调制，双缘调制包括三角前缘调制和三角后缘调制。