推挽式降压转换器在连续导电模式

打开脚本

此示例示出了如何控制一个推挽降压转换器的输出电压。流过电感器到达当前开关关断MOSFET的周期期间为零，因此，DC-DC转换器在不连续传导模式（DCM）工作。导通的这种模式主要用于低功耗应用。转换和保持输入DC电压作为额定输出电压时，PI控制器子系统使用一个简单的积分控制。在启动期间，基准电压上升到期望的输出电压。

该转换器在DCM只有当

$ķ<K_ {临界}$ ，

哪里：

$K_ {critcal} = 1 - d$ 。

是滤波电感。

是负载电阻。

${T_ SW}$ 是每个MOSFET的开关周期。那是， $T_ {SW} = 0.5 / {F_ SW}$ ，其中 ${F_ SW}$ 为开关频率。

是PWM输入的占空比与每个MOSFET621的栅极。那是， $d = {T_上} / {T_ SW}$ ，其中 ${T_上}$ 是MOSFET的导通时间。

打开模型

open_system（'ee_push_pull_converter_dcm.slx'）;

指定设计参数

该系统是必需的，以产生并维持80伏的输出电压用100 W的输入电压为400V和变压器匝数比为2所述的负载包括恒定电阻负载的功率需求。在“ee_push_pull_converter_dcm_data.m”脚本设计参数定义为在工作区MATLAB®变量。

Input_Voltage = 400;％输入电压到推挽式转换器[V]Output_Voltage = 80;从推挽变换器％所需的输出电压[V]OUTPUT_POWER = 1000;％满负载功率输出[W]fsw_Hz = 40000;％MOSFET开关频率[Hz]的primary_winding = 200;在初级绕组匝数的％数secondary_winding = 100;在次级绕组的匝数的数量％TR = primary_winding / secondary_winding;％匝数比KP = 0.01;％的比例增益为PI控制器基= 20;％积分增益为PI控制器del_V = 1;％峰峰值输出电压纹波输出电压的百分比K = 0.3;％表示轨迹，让输出电压比和占空比之间的关系。TS = 1E-7;％采样时间求解

运行边界传导的不连续模式和传导连续模式之间切换

基于由K和占空比建立的约束，操作模式不连续传导模式（DCM）和连续导通模式（CCM）之间切换。CCM和DCM的输出电压比为：

连续导通模式

${V_输出} / {V_输入} = d$

连续导通模式

${V_输出} / {V_输入} = 2 /（1个+ \ SQRT {1 + 4 * K / d ^ 2}）$

计算开环占空比DCM

该操作模式可以通过产生的输出电压比和占空比之间的曲线图被可视化对于k的不同值。从该图中，找到相应的占空比需要在设计参数的选择K的特定值规定，以实现输出电压比。

数字;D_range = 0：0.001：1;Voltage_ratio =零（长度（D_range））;对于I = 1：长度（D_range）K_crit = 1-D_range（ⅰ）;如果ķ其他Voltage_ratio（1）= D_range（ⅰ）;结束结束VR = Output_Voltage /（Input_Voltage / TR）;占空比= SQRT（4 * K /（（2 / VR-1）^ 2-1））;保持上;情节（Voltage_ratio，D_range）;保持上;图（VR，责任，'*'）;ylabel（'占空比'）;xlabel（“输出到输入的电压比”）;标题（“连续模式中操作区”）;％所需的开环占空因数是从约28.28％％图表。

确定恒定负载电阻

I_average = OUTPUT_POWER / Output_Voltage;流经负载％平均电流R_const = Output_Voltage / I_average;

确定滤波电感

为了估计DCM所需的电感，使用K，电阻和切换时间段之间的这种关系。

L_min =（K * R_const）/（2 * 2 * fsw_Hz）;

验证估计电感值导致DCM操作。如果CCM操作中值结果，选择K和重新计算不同的值。迭代，直到你找到一个电感值的结果在DCM操作。

选择一个滤波电容

电容和输出电压纹波之间的关系

变量C_min =（2-（DUTY /（Output_Voltage /（Input_Voltage / TR））））^ 2 /（4 * R_const * 2 * * fsw_Hz * del_V 0.01）;

剧情电容与电压纹波

产生的曲线图看出，需要限制输出电压的电容取决于设计参数波动而变化。对于这个例子，在1％的输出电压纹波的标记对应于8.157e-06 F的电容

del_V_range = 0.5：0.1：5;C_range =（2-（DUTY /（Output_Voltage /（Input_Voltage / TR））））^ 2./(4*R_const*2*fsw_Hz*del_V_range*0.01）;数字;保持上;情节（del_V_range，C_range）;保持上;图（del_V，变量C_min，'*'）;xlabel（'电压纹波（％）'）;ylabel（'电容（F）'）;标题（“电容Vs的电压纹波”）;

运行仿真

SIM（'ee_push_pull_converter_dcm.slx'）;

查看仿真结果

到过程中或模拟后查看摘要结果，从作用域子系统或通过输入，在MATLAB命令提示断开电路范围块：

open_system（“ee_push_pull_converter_dcm /作用域/电路范围”）;

到过程中或模拟后查看控制和差错数据，从作用域子系统打开PI控制器范围块或，输入：

open_system（'ee_push_pull_converter_dcm /作用域/ PI控制器范围'）;

模拟后，查看记录使用的Simscape结果浏览器，输入的Simscape™数据：

sscexplore（simlog_ee_push_pull_converter_dcm）;％