开关变换器的实用仿真与测试技术

序

前言

第1章DC-DC变换器模型

1．1概述

1．2连续导电模式下DC-DC变换器模型

1．2．1大信号动态电路分析

1．2．2DC-DC变换器的交流模型

1．3连续导电模式下非理想变换器模型

1．3．1大信号动态电路分析

1．3．2大信号动态电路模型

1．3．3直流等效电路

1．3．4交流小信号等效电路

1．3．5交流小信号等效电路分析

1．4断续导电模式下DC-DC变换器模型

1．4．1用状态空间平均法为DCM下变换器建模

1．4．2直流与交流小信号等效电路

1．4．3交流小信号等效电路分析

1．5断续导电模式下非理想变换器模型

1．5．1大信号动态电路模型

1．5．2连续导电模式与断续导电模式边界的确定

1．5．3直流等效电路

1．5．4交流小信号等效电路

1．5．5DCM下的交流小信号等效电路分析

1．6调制器模型

1．7小结

第2章开关变换器控制系统

2．1开关变换器控制技术概述

2．1．1传统控制技术

2．1．2新型控制技术

2．1．3数字控制技术

2．1．4模拟控制和数字控制的优势与不足

2．2电压控制型开关调节系统

2．2．1电压控制型开关调节系统的组成及基本工作原理

2．2．2电压控制器设计

2．2．3电压控制型Buck变换器的分析与研究

2．2．4系统的动态和稳态分析模型

2．2．5一个实际的电压控制型开关调节系统实验

2．3电流控制型开关调节系统

2．3．1平均电流控制型开关调节系统

2．3．2峰值电流控制型开关调节系统

2．3．3双环控制型开关调节系统的分析与研究

2．3．4一个实际的双环控制型开关调节系统实验

2．4其他控制型开关调节系统

2．4．1概述

2．4．2电荷控制

2．4．3单周期控制

2．5小结

第3章常用仿真软件简介

3．1概述

3．2Mathcad软件和使用简介

3．3MATLAB软件简介

3．4Micro-Cap软件简介

3．5OrCAD／PSpice软件简介

3．6Saber软件简介

3．7仿真软件的主要分析类型

3．7．1直流分析

3．7．2交流小信号分析

3．7．3噪声分析

3．7．4瞬态分析

3．7．5灵敏度分析

3．7．6允许偏差(容差)分析

3．7．7不同温度分析

3．8小结

第4章开关变换器仿真模型及其应用

4．1连续导电模式下的平均开关仿真模型

4．1．1平均开关模型

4．1．2CCM下平均模型在OrCAD／PSpice中的建模

4．2组合型CCM／DCM平均开关仿真模型

4．2．1组合型CCM／DCM平均开关模型

4．2．2组合型CCM／DCM模型在OrCAD／PSpice中的建模

4．3CPM仿真模型

4．4开关变换器开环特性的仿真

4．4．1OrCAD／PSpice用户库的制作方法

4．4．2开环特性仿真

4．5开关调节系统性能的仿真

4．5．1电压控制型开关调节系统性能仿真

4．5．2峰值电流控制型开关调节系统性能仿真

4．6仿真技术在开关调节系统设计中的应用举例

4．6．1电压型Buck电路控制器的复频域综合

4．6．2用根轨迹技术为Buck变换器设计数字控制器

4．6．3仿真技术在开关调节系统设计中应用的其他实例

4．7小结

第5章开关调节系统的测试技术

5．1测量的基本知识

5．1．1测量的定义和方法

5．1．2测试技术

5．2常用开关调节系统测量仪器简介

5．2．1Agilent4395A网络／阻抗／频谱分析仪

5．2．2数字示波器

5．2．3LCR测试仪

5．3元器件参数测量

5．3．1电容元件参数测量

5．3．2电感元件参数测量

5．3．3场效应晶体管开通电阻测量

5．3．4二极管参数测量

5．4开关变换器频率响应的测试方法

5．4．1研究测试法的意义

5．4．2测试设备和测试信号的注入方法

5．4．3开关调节系统环路增益的测试

5．4．4变换器输出阻抗的测试

5．5小结

附录

附录AOrcAD／Pspice10．0安装

附录BAgilent4395A分析仪功率源的数值与相应电压关系

附录C用Agilent4395A分析仪扩频测量铝电解电容器频率特性的方法

附录DAgilent4395A分析仪的操作

参考文献

　　开关变换器的仿真技术和实测技术是分析、验证开关变换器稳态和动态特性的重要手段。本书将主要采用OrCAD／PSpice等仿真软件系统地介绍开关变换器的实用仿真技术和测试技术，力图反映20世纪90年代以来国内外科技界、工程界在这个研究领域里取得的最新进展和主要研究成果。围绕这一目标，本书的第1章介绍开关变换器的模型，在介绍理想开关变换器模型的基础上，着重介绍非理想开关变换器的模型，为后续章节的仿真与实测技术的介绍打下基础；第2章介绍开关变换器的控制系统和控制技术；第3章介绍目前常用的仿真软件以及使用方法；第4章是关于开关变换器仿真模型及其应用的内容，针对常见开关变换器，建立相应的Pspice动态模型，使用通用的仿真程序分析开关变换器开环、闭环动态特性等；第5章在介绍测量基础知识和相关测试设备的基础上，重点介绍了开关变换器主要技术参数的测试方法。本书采用国外的仿真软件，软件中的图形符号与文字符号不符合IEC与我国标准，请读者注意。