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基于驱动LED串的DCM升压转换器的详细理论分析

作者:时间:2018-08-28来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/387838.htm

如果我们现在来考虑交流电路图,就要考虑电容及其寄生元件,如图4所示。齐纳元件自身并无影响,因为在交流调制期间其电压保持恒定:仅其动态阻抗rLEDs需要予以考虑,融合到Rac中。如等式(5)所述。


图4:交流模型使用跟电容模型相关的总阻抗Rac。

根据此图,有可能表达出控制电压被调制时的小信号输出电压电平:

如前所述,电流源值取决于控制及输出电压。为了推导出小信号等效模型,我们解析了跟控制电压Vc及输出电压Vout相关的Iout偏导数:

结合等式,可以改写等式如下:

已经推导出直流传递函数,即:

在此等式中,转换器的直流阻抗(Rdc)必须以 替代。新的等式就变成:

我们需要根据这个等式推导出占空比(D)的等式及控制电压Vc。在存在补偿斜坡的情况下,控制电压不再是固定的直流电压,而是斜率会影响最终峰值电流设定点的斜坡电压。图5显示了最终波形。到达峰值电流值的时间比不存在斜坡的情况下更快,就好像我们会人为增加电流控制感测电阻Ri一样。它有降低电流控制环路增益及降低连续导电模式(CCM)下两个极点的作用。当转换器过渡到时,仍然存在斜坡,必须予以顾及。


图5:由于补偿斜坡的缘故,峰值电流并不等于控制电压除以Rsense。

相关等式如下所示,其中考虑到了比例因数Ri ,因为外部斜波Se是电压斜波:

可以推导出涉及至电感电流斜率的类似等式:

解析占空比D,我们就得到:

将这个等式代入等式中,我们就解算出输出电流Iout:

为了获得小信号值,我们就像等式(10)一样,计算Iout跟控制电压Vc和输出电压Vout相关的偏导数:

这个等式描述了vc的小信号模型对输出电流的影响。

等式(20)表述了电流跟电压与一个大小为电导g的系数之乘积的相关关系。它是一个压控电流源,如图6所示。


图6:等式中的系数是压控电流源,为阻抗。

由于等式(20)中的负号的缘故,电流方向被倒转。因此,由于我们有被电压的电流源,它就相当于一个电阻,其定义如下:



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