自從看了網友“古道斜陽”的——話題:幾篇關于小信號建模的文章——之后,我認真做了一些建模工作,旨在理解和驗證建模方法的準確性,當然我的畢業設計跟這個有很大關系啦.
開始這個話題之前,首先感謝guoguo的提醒.話不多說啦....
我關注重點在升壓直流轉換器(Boost DC-DC Converter),所有的建模工作都是針對Boost,但是,結論適合Buck,Buck-Boost(歡迎大家驗證).
說到開關電源的小信號建模,我們不得不提到一個鼻祖級人物——R.D. Middlebrook,就是他提出的平均狀態空間法.Robert W. Erickson所著的《Fundamentals of Power Electronics》里所介紹的模型都是基于這種方法建立的.論壇里可以找到這本書的電子版.
下面介紹USIM(Unified Switched Inductor Model)模型,這種模型是在平均狀態空間法基礎上發展起來的.之所以談到它,是因為它把平均狀態空間方法工程化了,就是把開關和電感做成了模塊,用來仿真平均電壓、電流.
上傳幾篇文章,用Spice和Matlab建模.有興趣大家可以嘗試.
A unified SPICE compatible average model of PWM converters
1128584692.pdf
A unified model of current feedback in switch mode converters
1128584735.pdf
A unified approach to teaching feedback in electronic circuits courses
1128584773.pdf
Average modeling, analysis and simulation of current shared DC-DC converters
1128584819.pdf
Average models as tools for studying the dynamics of switch mode DC-DC converters
1128584847.pdf
Average simulation of PWM converters by direct implementation of behavioral relationships....
1128584920.pdf
有了以上這些,還不足以精確的指導我們的工程師設計系統,原因很簡單,平均狀態空間模型不夠精確.Ridley在“Elimination of the positive zero in fixed frequency boost and flyback converters”1128584974.pdf中講到了一種很特別的情況——前沿調制(Leading-Edge-Modulation),并且提出了離散平均模型(Discrete-Average-Model,我不清楚在他之前是否有人已經這么叫了).前沿調制是我的個人翻譯,還有對應的后沿調制(Trailing-Edge-Modulation).我們可以從下面的文章中得到更多的理解和認識.
Use of leading-edge modulation to transform boost and flyback converters into minimum-phase-zero systems
1128585075.pdf
Wing-Hung Ki. Signal Flow Graph in Loop Gain Analysis of DC-DC PWM CCM Switching Converters. IEEE Transactions on Circuits and Systems, June, 1998
這篇文章找不到了,希望網友能夠上傳.
這兩篇文章提出了一個前面論文很難解釋的問題:電壓模反饋電路用前沿調制也能達到電流模反饋的效果.:-)
據個人經驗:離散空間模型比較精確.
現在幾乎不做電源了,所以沒有接觸最新的東西,說得不夠或者錯誤的地方,大家諒解,敬請補充最新建模方法.
單獨發文沒人理會
還是找古道斜陽兄吧
http://bbs.dianyuan.com/topic/4959
這個論壇的設計不錯,挺人性化----但是我不知道怎么刪除文章,乖乖
我來頂一下
說到建模方法,其實工程師關注的是要得到一個較精確的模型,而不在于推導模型本身.呵呵,說這話,不知道各位是否贊成.
說到建模方法,其實目前我比較關注Ridley,這位先生同李澤元教授一起,結合了平均法與離散法的優點,也就是針對電流模式控制,先使用PWM開關模型建模電壓外環,而后使用離散法來建模電流內環.
我覺得這個方法是有創新性的,結果可以精確到開關頻率的一半.
平均法的最大缺點是物理意義不清楚,而PWM開關模型較好地解決了這一點.目前也只針對三種基本拓樸提出了各自的PWM開關模型.
如果各位仔細看過UNITRODE的環路方面文章的話,就能發現大量參考了這種建模方法.
你說到的開關流圖建模方法其實就是平均法.
是啊,我做畢設的時候就是苦于沒有一個精確模型做指導,反饋環路很難調整,所以作了以上的學習和驗證,當然走了很多彎路~~~~~呵呵.
Wing-Hung Ki的那片論文中給的傳輸函數,我直接拿來用了,很準!!當然,我比較懶,沒有深入分析信號流圖模型的推導過程....是不是平均法我就不清楚了.兄弟見諒!
非常同意查詢各大公司的應用設計文檔,受益匪淺的說.
做開關電源的高手請加群40390374,一起切磋切磋!
是,對我很有幫助
鼓勵一下,希望你再接再厲!
我可能要離開這個壇子了,因為我在做LED :-(
誰知道好的LED壇子介紹給我啊!鞠躬先.
開關電源建模理論上是比較難的,不知樓上的老兄對一些理論的研究在實際中的指導作用怎么樣,是否已到實用的理論基礎,關注中.在工作中經常發現在對開關電源做理論研究和環路分析時很多仿真高手包括高學歷者所建的模型根本牛頭不對馬嘴,本人能清晰開關電源工作的物理過程,也想在這塊做些研究,但深感數學知識遠遠不夠,對在這塊有建樹的大俠表示敬佩.
我做集成電路Boost DC-DC Converter的設計,用了USIM & Discrete Average Model做指導,設計補償電路(PID,這個對DCM,CCM補償起來還算廣泛).所以,對這些模型的驗證都是在仿真的基礎上完成的,沒有做系統驗證.遺憾....
開關電源建模理論的推導確實有深度,比如Wing-Hung Ki,是香港科大的教授,整天埋頭推導公式(據認識的人說),是我們這些人暫時無法匹敵的.
請教kida兄:我準備做boost dc-dc,是新手.能否麻煩kida兄推薦一下針對boostdc-dc架構的小信號建模和系統穩定性設計方面的資料.資料太多,不知該看哪些東西,煩請指個方向.
不勝感謝.
強!請留步,不要走啊.
都是牛人,關注中.
就是,頂一下,狂頂,下次再來關注
兄弟,你這種水平的人去做LED可是明珠暗投了!很快你就會覺得做LED太簡單的.所以,建議你別走.
老兄,雖然LED可是往后幾年的香餑餑啊,可是做生不如做熟啊,但還是希望你更上一層樓拉
大家應該注意到,我其實只不過是多看了幾篇文章,寫了代碼,做了電路仿真,驗證了一些模型.每個人都可以做到的.
我現在的工作是跟光有關,LED只是一小部分.以后如果還做電源的東西,肯定還要深入學習拉.
建議大家有問題多多請教“斜陽古道”兄.工作后再回到學校讀書的人,往往更有造詣//thumb.
感覺中國多些你們這樣的人,電源發展肯定不會比老外差,頂之
感謝kida和斜陽古道,,,,,研究了一個月,,,眼睛都給看痛了,,,,,終于弄懂了怎樣建立一些簡單的開關電源小信號模型了,,,,真高興,,,,大家如果要想搞懂這些問題,,,建議大家多看看國外的文獻,,,,一些簡單的托撲結構,,,國外幾十年前就有了,,,,,現在國外主要對軟開關的小信號建模比較關注,,,,, 最好是自己會建模,,,,要知道這些模型是怎么推出來的,,,這樣在實際應用中才知道模型的優缺點,,,,,,仿真起來也比較方便,,,,,
行行出狀元,只要理論水平到位,又能靈活運用,轉行也是很好的選擇,起碼多學點東西.學開關變換器建模,無非是學好高等數學跟線性代數,路還是要一步一步的走.我也是工作后再回到學校的^o^
今天我回來了……帶著一些忐忑……
離開壇子不到兩年時間,很多同學發郵件給我,我很高興,但是很多問題不是我能解決的,希望大家見晾.我會盡我的所能幫助大家.
求文章的話,去校園BBS,校園的同學們很樂意幫助各位的.我就曾求過文章,而且只提供了查找關鍵字,結果有個同學給我發了100多篇.真的很讓我感動!
我現在在做光耦型高壓功率器件,希望有志同道合的朋友一塊探討功率器件.
有誰知道這里面的flyback模型怎么寫程序的嗎？求教 ！
Wing-Hung Ki. Signal Flow Graph in Loop Gain Analysis of DC-DC PWM CCM Switching Converters. IEEE Transactions on Circuits and Systems, June, 1998
已經找到1174654304.pdf
ding
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哈哈,Kida二年后再回首,現在“光耦型高壓功率器件”作的成就如何?
求《Fundamentals of Power Electronics》.或那位DX告知那里可下.
壇子里有下載,但是以前記的連接已經不存在了
搜索 “Fundamentals of Power Electronics完整電子版(非課件) ”標題.
我今天剛下載過.
感謝kida和斜陽古道.兩位發起了一個很好的話題,也給出了很好的回復,共享了很多有針對性的資料.
請教kida兄:我準備做boost dc-dc,是新手.能否麻煩kida兄推薦一下針對boostdc-dc架構的小信號建模和系統穩定性設計方面的資料.資料太多,不知該看哪些東西,煩請指個方向.
不勝感謝.
你好,我最近在做buck電路的雙閉環工程法設計,不知道你有沒有這方面的資料,有的話給我發份啊.我的email:jml2008@88mail.ysu.edu.cn謝謝了
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留個腳印慢慢看看!
請問有誰有ridley的博士論文,能提供下載嗎?謝謝!
ding
這部分研究的較少
pwm電壓型的芯片（內部產生的鋸齒波，傳遞函數是1/Vm，Vm是鋸齒波的幅值），但我這個芯片的占空比輸出與輸入電壓前饋有關，這部分小信號怎么求？請各位多多指教。
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