傳遞函數是指表示系統的輸入和輸出的關系性,輸入和輸出的轉換函數。控制工程是指作為用評估傳遞函數系統的舉動或穩定性的手段。當然,本網頁的主題是電源的傳遞函數,電源設計計算出傳遞函數,可評估響應特性或穩定性。本文“傳遞函數篇”是以DC/DC轉換器的傳遞函數的概念、導出的方法等有關話題展開。多少會談及些復雜的數學公式,對理解傳遞函數非常有意義。
然而,雖然在這里計算出DC/DC轉換器的傳遞函數這一主題,是通往“對各控制系統傳遞函數的通用化”課題的首要課題。
為了導出DC/DC轉換器的傳遞函數,需要將開關工作周期的時間平均化,近似為線性工作。此外,導出的傳遞函數與降壓、升壓、升降壓等電壓轉換的類型,電壓模式或電流模式以及導通時間固定遲滯控制(也稱為紋波控制、比較器控制等)等控制方法有所不同。大概是因此,各模式的方法不統一,結果總之處于煩雜的狀況。
因此,考慮到這些多種多樣的傳遞函數不能總結為統一方法, DC/DC轉換器的傳遞函數的導出成為了“通用化”課題。
進行稍微具體的說明。下圖從左至右分別為降壓轉換器的“電壓模式控制”、“電流模式控制”、“導通時間固定遲滯控制”的 FRA(Frequency Response Analyzer:頻率特性分析器)的測量波形。嘗試如此排列并比較不同控制的特性,可以看出完全不同的部分和相似的部分。思考能否用共通的想法和方法,對這些傳遞函數的導出方法進行歸納,在通過共通的平臺下把不同的特性函數化。
在這里,記住以下兩點推進話題。
1. 傳遞函數的導出過程是以數學方法為基本
傳遞函數導出過程中,使用狀態平均法、行列等數學方法,從傳遞函數的正面相向。但是,最終做到不使用它們,而是通過形象化導出傳遞函數。
2.對于各控制方法采取統一的方法
對于降壓或升壓、電壓模式或電流模式等的不同,不采取不同的方法為前提。相同方法進行中,通過編入各模式的特征導出傳遞函數。
最終的目的是,理解雖然DC/DC轉換器的控制模式不同但根本上是相同的。目標為捕捉每個共通部分和各模式的特征,導出函數原本的一般性和統一性較高的傳遞函數。
審核編輯:湯梓紅
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