电流模式控制连续时间新模型：精度与简洁兼备

开关电源电流模式控制是现代电力电子技术中的关键话题，其在开关电源设计中扮演着至关重要的角色。这篇由Raymond B. Ridley发表在1991年IEEE Transactions on Power Electronics（VOL. 6, NO. 2, APRIL）的论文，"A New, Continuous-Time Model for Current-Mode Control"，对这一控制方法进行了深入且详尽的探讨。 电流模式控制（Current-Mode Control）是一种在开关电源设计中常用的拓扑结构，它通过直接控制电流而非电压来实现高效能和快速响应。与传统的电压模式控制相比，电流模式具有简化电路、提高效率以及减少电磁干扰等优势。然而，由于其工作在高频开关状态，准确建模变得尤为重要，尤其是在预测小信号行为方面，如高频率的子谐波振荡，这种振荡甚至可能在轻载条件下（如小于50%的 duty cycle）发生。 Ridley的论文提出了一个新颖的连续时间模型，该模型结合了采样数据模型的精确度和极点零点表示法的简洁性。这个模型的特点在于其准确性可以达到开关频率的一半，能够全面模拟电流模式控制的所有小信号特性。尤其值得注意的是，它揭示了一种新的控制到输出转移函数的最佳第三阶模型，这在实际设计中对于稳定性和性能预测具有重要意义。 尽管早期的一些连续时间模型专注于低频行为，但它们往往没有充分处理电流环路不稳定性的挑战。而其他模型虽然试图提供更全面的分析，但在某些情况下可能不够实用或精确。Ridley的工作通过实验证明了他的模型的有效性，他展示了该模型在实际的 Buck 转换器上的应用，这无疑为电流模式控制的设计者提供了一个强大的工具。 这篇论文的重要性在于它为电流模式控制提供了一个更为精确且实用的分析框架，有助于工程师更好地理解和优化开关电源的设计，特别是在处理高频动态行为时。这对于推动开关电源技术的发展和提高电源系统的性能具有深远的影响。