升壓型轉(zhuǎn)換器的小信號模型

使用相同的 3 端子 PWM 開關(guān)單元的平均小信號建模方法也可以為升壓轉(zhuǎn)換器建模。圖 10 顯示了如何建模升壓轉(zhuǎn)換器并將其轉(zhuǎn)換為線性 AC 小信號模型電路。

圖10:升壓轉(zhuǎn)換器 AC 小信號建模電路

升壓轉(zhuǎn)換器功率級轉(zhuǎn)移函數(shù) Gdv(s) 可從等式 5 中得出。它也是一個 的二級系統(tǒng)L/C 諧振。COUT ESR 零點(diǎn)，右半平面零點(diǎn) (RHPZ) 。該 RHPZ 導(dǎo)致增益增加，但相位降低 (變負(fù))。等式 6 也顯示了這個 RHPZ 隨著空比和負(fù)載電阻的不同而變化。因?yàn)榭毡仁?VIN 函數(shù)，升壓轉(zhuǎn)換器功率級轉(zhuǎn)移函數(shù) Gdv(s) 就隨 VIN變化為負(fù)載電流。VIN 和大負(fù)荷 IOUT_MAX時，RHPZ 位于較低頻率，導(dǎo)致明顯的相位滯后。這使得設(shè)計帶寬大的升壓轉(zhuǎn)換器變得困難。作為一般的設(shè)計原則，為了保證環(huán)路的穩(wěn)定性，人們在設(shè)計升壓轉(zhuǎn)換器時限制其帶寬低于 RHPZ 頻率 1/10。正負(fù)降壓 / 升壓、反激 (隔離降壓 / 升壓)、SEPIC 和 CUK 轉(zhuǎn)換器，所有不想要的 RHPZ，不能設(shè)計成帶寬大、瞬態(tài)響應(yīng)快的解決方案。

圖11:升壓轉(zhuǎn)換器功率級小信號占空比VO 轉(zhuǎn)移函數(shù)隨 VIN 和負(fù)載變化