具有恒功率特性的DC／DC变换器的研究
恒流工作区间 只需单电流环工作即可，且只要保证每个模块所给定的电流基准一致，调节器的稳态误差很微小，电路能实现均流，正常工作。
恒压工作区间 由于模块输出属于恒压性质，输出电压稍微差别就可导致输出电流的较大差别，故在恒压工作区需考虑不均流现象。
恒压控制下单个模块输出电流取决于该模块的等效空载电压和输出电阻大小，故可将单个模块电路等效为一个电压源和一个电阻串联的模型。图3示出两个模块并联时输出电流和电压的关系曲线。图3a为等效空载电压不同，输出电阻相同，工作在相同电压下的输出电流差异。图3b为等效空载电压相等，输出电阻不同，工作在相同电压下的输出电流差异。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175766.htm
图3a中两个模块输出特性分别为：
U1=Uo1-I1Ro，U2=Uo2-I2Ro (1)
输出电流的差值为：
可见，若在实际电源模块中，既存在等效空载电压不等，又存在输出电阻不相同，这样不均流的情况将更严重。因此，在恒压工作区间采用主从跟随法，电压外环和电流内环双环控制。
恒功率工作区间 类似恒压工作区间，采用功率外环和电流内环双环控制。在保证每个模块的输出功率相等的同时，间接地实现了后级两个Buck模块输出电流相等，实现了模块间均流。
整机控制策略：恒流工作区间，由于变换器电压和功率都未达到设定的基准限制值，其电压环和功率环的输出均为正向饱和，反偏二极管截止不导通，此时只有电流环工作，跟随外部电流给定基准。当负载电阻或电流给定基准变化导致变换器输出超过Uomax或Pomax时，电压环或功率环退饱和，使补偿器输出电压变低，反偏二极管导通，外部给定电流基准被拉低，以此作为新的电流环基准，变换器工作在恒压或恒功率模式下，同时实现了在不同工作区间内的均流。
2．3 模式切换分析
此时需考虑Buck在恒压、恒流及恒功率间相互切换时对Buck变换器输入及输出的影响。以电感电流连续模式(CCM)下单相Buck电路为研究对象，分析如下：
开关管开通时：
uL=LdiL／dt=Uin-Uo，ic=CduC／dt=iL-Uo／Ro (5)
式中：iL为Buck电路中电感电流；uL为电感上电压；iC为输出滤波电容上通过的电流；Uin为输入电压；Uo和Ro分别为输出电压及负载电阻。
开关管关断，二极管续流时：
uL=-Uo，iC=iL-Uo／Ro (6)
工作在CCM下，Buck电路输入输出电压关系为：Uo=DUin，D为占空比。稳态时Buck电路uL在一个周期内的平均值为零，由式(5)，(6)和Uo=DUin可知，uL在一个周期内的平均值公式为：
UL(Ts)=(Uin-Uo)D-Uo(1-D)=UinD-Uo=0 (7)
当Buck的负载电阻从Ro变为R1(对应的稳态输出电压为U1，由于稳态工作点切换的瞬间，控制环路存在一定的延时，D基本保持不变，此时u1在一个周期内的平均值可表示为：
UL(Ts)=(Uin-U1)D-U1(1-D)=Uo-U1 (8)
根据式(8)，iL将会有较大的增加(Uo>U1)或减小(UoU1)，这样会使补偿网络饱和，导致iL有较大尖峰或电路进入断续模式，造成电磁干扰及系统效率降低等一系列问题。
评论