[发明专利]基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法

权利要求书

1.基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

对断续导电模式DC/DC变换器稳态下三种模态进行分析，得到储能电感两端的电压和电流波形，所述三种模态分别为模态I：开关管导通、续流二极管截止；模态II：开关管截止、续流二极管导通；模态III：开关管与续流二极管都截止；

当DC/DC变换器属于非隔离型变换器时，对应的储能电感元件为纯电感型，能够等效为控制变量为占空比扰动的电压控制电流源和内阻的并联；当DC/DC变换器属于隔离型变换器且变压器具有储能功能时，对应的变压器为耦合电感型，在所述纯电感的基础上还要与理想变压器进行并联。

2.根据权利要求1所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，对DC/DC变换器中的储能电感，根据断续导电模式电流波形，计算占空比扰动导致开关管和续流二极管导通增加时间为

其中D₁和D₂分别为开关管和续流二极管的导通时间与开关周期T的比值；

计算一个开关周期电感储存电荷的增量为

其中I_peak为开关导通状态下流过电感电流的最大值；

增加的电荷在一个开关周期内能够等效为如下电流源

式中V_L为开关管导通时电感两端的电压；

利用施加扰动法计算受控电流源的内阻为

式中L_M为电感的电感量，V_Applied是电感L上施加电压的作用时间。

3.根据权利要求1所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，因为在一个开关周期内存在开关管和续流二极管都不导通的时段D₃×T＝[1-(D₁+D₂)]×T，储能电感由于占空比变化而形成的电流都能够传递到负载端，因而续流二极管支路能够用增益为1的支路进行等效，其中D₃为开关管和续流二极管都不导通时间与开关周期T的比值。

4.根据权利要求1所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，变换器中的输出滤波电容支路直接用复频域下的阻抗1/sC进行等效。

5.根据权利要求1所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，建立变换器信号流图的过程为：建立电感的等效模型，从占空比出发建立增益为的支路，得到开关管和续流二极管导通时间的增量进而连接增益为的支路，得到受控电流源的电流。

6.根据权利要求5所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，判断DC/DC变换器是否属于隔离型变换器，如果属于非隔离型的变换器，则储能电感属于纯电感型的，不用进行电压和电流折算；如果变换器是隔离型的且变压器储能，变压器属于耦合电感型的要对电压和电流折算。

7.根据权利要求5所述基于信号流图法的断续导电模式DC/DC变换器建模方法，其特征在于，在建立的变换器信号流图的基础上，直接使用梅森公式完成占空比到输出传递函数的计算。