平均模型可取消任何开关行为,便于产生平滑变化、连续信号。平均:对一个周期函数f(t)求平均是对f(t)在整个周期T内求积分,然后除以周期T。
就像人眼的响应时间比图像固定帧变化的时间长得多。假设调制周期比开关周期大得多,平均过程会使纹波消失。需注意的是平均模型难以观察寄生元件,无法评估半导体的开关损耗。
平均模型常应用于 状态空间平均(SSA) 由Cuk博士于1970年提出并证明,下面以实例作说明。态通量x(t)通常于存储元件(如电容和电感)有关。
对于
u(t)为输入量,通常为变换器的输入Vin(t)。y(t)为输出向量。系数矩阵K包含电容,电感、互感。通常包含电感电压和电容电流,它们是输入独立电源和状态变量的线性组合。
A、B、C、E为常数矩阵。
Step1:SW****通
Step2:SW****断
Step3:状态空间平均建模
由电感伏秒平衡,电容安秒平衡
令TS的导数为零,得到静态工作点
通过解静态状态方程得到:
Step4:应用扰动法求解化简小信号模型
及在输入量、输出量、态通量静态工作点处加一扰动量代入静态状态方程求解
Step5:小信号电路等效图
在化简计算时可忽略Ron,及VD
由此可得
通过simlink可验证
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