电流模BUCK变换器建模与稳定性设计

"峰值电流模BUCK变换器的建模及稳定性设计" 在电力电子领域，峰值电流模式（Peak Current Mode）的BUCK转换器是一种常用的直流-直流转换器，常用于电源管理，尤其是在电源环路控制中。这种模式通过监测电感电流峰值来控制开关器件的开关时间，从而实现输出电压的调节。峰值电流模式的优点在于它提供了良好的环路稳定性和瞬态响应。 在小信号建模思想的指导下，可以构建电感电流连续模式（CCM）下的BUCK变换器的小信号模型。这个模型包含了变换器的主要动态特性，如电感、电容、开关元件以及控制电路等的等效，使我们能够分析系统的动态行为。通过小信号模型，可以推导出控制到输出的传递函数，这是理解系统响应和设计控制器的关键。 电流采样对系统稳定性有显著影响。在峰值电流模式中，电流采样误差可能导致系统的不稳定，因此需要进行适当的补偿。文中提出了一种电压环路补偿电路，该电路引入一对频率不同且随电容Cm变化的零点和极点。这样的设计可以灵活调整环路带宽和相位裕度，以确保系统在各种工作条件下都能保持良好的稳定性。 电压环路补偿是改善系统性能的重要手段。通过补偿电路，可以优化变换器的低频增益、带宽和相位裕度。例如，文中提到的补偿方案使得仿真结果显示，补偿后的变换器低频增益提高至55dB，带宽达到了225kHz，相位裕度达到74°，这表明在各种负载条件下，变换器的环路都有出色的稳定性。 电流模控制是相对于传统的电压模控制的一种方法，它提供更快速的瞬态响应和更好的环路控制。斜波补偿是电流模控制中常用的技术，用来消除由于开关器件开通和关断时产生的电流尖峰，从而提高系统的线性和稳定性。 这篇研究通过建立峰值电流模式下BUCK变换器的小信号模型，深入探讨了系统建模、稳定性分析和环路补偿设计。这些研究成果对于理解和优化电源控制系统，特别是电流模控制的BUCK转换器，具有重要的理论和实践价值。