[发明专利]一种同步整流Buck电路小信号建模方法

权利要求书

1.一种同步整流Buck电路小信号建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，根据同步整流Buck电路的工作原理，用状态方程和输出方程来描述一周期内两个开关状态；

S20，考虑PWM调制方式的同步整流Buck变换器建模；

S30，推导离散迭代模型对应的大信号等效电路；

S40，线性化大信号等效电路得到s域小信号模型；

S50，基于数字控制特性构建z域小信号模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据同步整流Buck电路的工作原理，用状态方程和输出方程来描述一周期内两个开关状态，包括：

根据同步Buck电路的开关管开通顺序不同，将两个开关状态分别定义为开关状态I和开关状态II；两个开关状态均用以下连续状态方程和输出方程进行描述：

其中，x(t)＝(i_L(t) v_c(t))^T表示系统的状态变量，由流经电感L_s的电流i_L(t)和电容两端的电压v_c(t)表示，y(t)表示系统的输出变量，输出变量为系统的输出电压v_o(t)，V_in表示输入电压；A_N、B_N和C_N分别为系统状态矩阵、输入矩阵和输出矩阵，下标N表示对应的第N个开关子状态，电容串联等效电阻R_c和电感串联等效电阻R_es也考虑到模型中，故Buck电路两个开关子状态的状态矩阵(A_I，A_II)、输入矩阵(B_I，B_II)和输出矩阵(C_I，C_II)，分别为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述考虑PWM调制方式的同步整流Buck变换器建模，在以后缘调制方式下的Buck电路进行建模时，在一个开关周期内建立变换器状态变量的迭代关系，通过对方程组(1)中的状态方程在单周期时间区间[0,dT_s]和[dT_s,T_s]内进行积分，得到状态变量在同一子状态持续时间内的状态转移方程：

其中，d为PWM调制下的占空比，T_s为开关周期；x_n,0表示状态变量在第n个开关周期初始时刻的取值，可记作x[n]；x_n,2表示状态变量在第n+1个开关周期开始时刻的取值，可记作x[n+1]；x_n,1表示开关状态切换的时候状态变量的值；将状态转移方程对每个子状态进行迭代，建立从一个开关周期初始时刻的状态变量映射到下一个开关周期初始时刻状态变量的离散迭代模型：

x[n+1]＝G_TEMx[n]+H_TEMV_in (4)

其中，后缘调制方式下的离散域内状态矩阵G_TEM和输入矩阵H_TEM为：

上述建模方法对前缘调制、三角前缘调制和三角后缘调制同样适用。