本應(yīng)用筆記是飛兆半導(dǎo)體關(guān)于了解反激濾波器必須做的三部分系列筆記的部分。本節(jié)重點(diǎn)介紹反激式的不同小信號模型。將簡要解釋每種方法的用途和優(yōu)點(diǎn)。還包括模型之間的一些比較。
    本應(yīng)用筆記是飛兆半導(dǎo)體關(guān)于了解反激濾波器必須做的三部分系列的部分。本節(jié)重點(diǎn)介紹反激式的不同小信號模型。將簡要解釋每種方法的用途和優(yōu)點(diǎn)。模型之間的一些比較也將包括在內(nèi)。

    管理電源輸出電壓紋波是滿足排放法規(guī)要求的方法之一。有效實(shí)施第二級 LC 濾波器確實(shí)需要額外的分析和調(diào)整才能使電源穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)第二級 LC 濾波器的反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)可以使用較少的濾波電容，并在輸出負(fù)載上獲得較小的電壓紋波。與用于減少電壓紋波的附加輸出電容器相比，第二級 LC 濾波器是一種成本較低的解決方案，并且由于使用的電容器較少，因此可以提高系統(tǒng)可靠性。然而，第二級 LC 濾波器的補(bǔ)救措施會在不重新調(diào)整補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的情況下引入輸出調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定。為了解決這個輸出調(diào)節(jié)問題，穩(wěn)健的設(shè)計(jì)應(yīng)該導(dǎo)出開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的小信號模型。

    3 種流行的小信號模型.png
    推導(dǎo)反激式小信號模型的常用方法有以下三種：
    1、Middlebrook提出的State Space Averaging方法；
    2. Vorperian 的 PWM 開關(guān)建模；
    3. Robert Ericsson 的平均切換方法。
    狀態(tài)空間平均方法已用于對許多 PWM 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行建模，并已被證明是設(shè)計(jì)穩(wěn)定環(huán)路的有用工具。然而，由于狀態(tài)空間平均方法利用了電感內(nèi)部的電流信號和電容器兩端的電壓等參數(shù)，如果添加任何其他有源元件，則需要重新進(jìn)行推導(dǎo)工作。此功能使得狀態(tài)空間平均方法不方便對具有第二級 LC 濾波器的反激轉(zhuǎn)換器進(jìn)行建模。

   

    PWM開關(guān)建模方法將開關(guān)元件線性化為小信號模型。一旦電路如圖 2 所示，就可以啟動 PWM 開關(guān)建模。如圖 2 所示，反激式轉(zhuǎn)換器首先通過阻抗反射將其次級側(cè)反射到初級側(cè)，從而配置為 Buck-Boost。Buck-Boost 中的 3 端子 PWM 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)（acp 端子；有源-公共-無源端子）可以在 CCM 或 DCM（圖 3）工作條件下替換為現(xiàn)有的線性化模型。通過插入這些已經(jīng)導(dǎo)出的線性化模型，反激式轉(zhuǎn)換器動力系統(tǒng)的小信號模型就可以在閉環(huán)中找到極點(diǎn)和零點(diǎn)。

    使用平均開關(guān)方法對反激式轉(zhuǎn)換器進(jìn)行建模有兩種方法。一種方法是將負(fù)載反映到初級側(cè)，然后用擾動和線性化模型替換 FET 和二極管，就像我們使用 PWM 開關(guān)所做的那樣。這種方法似乎不太有吸引力，因?yàn)樗枰~外的努力來導(dǎo)出平均模型，而 PWM 開關(guān)模型很容易用于插件。另一種建模方法是直接導(dǎo)出平均模型，無需阻抗反射。然而，使用這種方法導(dǎo)出的模型比使用 PWM 開關(guān)導(dǎo)出的模型更復(fù)雜，這使得它不是反激式建模的良好選擇。因此，PWM 開關(guān)建模是對具有第二級 LC 濾波器的反激式轉(zhuǎn)換器進(jìn)行建模的有效選擇。與更直接的 PWM Switch 方法相比，