推挽式降压转换器以不连续的传导模式

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此示例显示了如何控制推挽式降压转换器的输出电压。流过电感器的电流在MOSFET的关闭循环期间达到零，因此DC-DC转换器以不连续的传导模式（DCM）操作。这种传导方式主要用于低功耗应用。要将输入直流电压转换为标称输出电压，PI控制器子系统使用简单的积分控制。在启动期间，参考电压升高到所需的输出电压。

转换器仅在DCM中运行

$k <k_ {批判}$ 那

在哪里：

$k_ {critcal} = 1 - D$ 。

是滤波电感。

是负载电阻。

$t_ {sw}$ 是每个MOSFET的切换周期。那是， $t_ {sw} = 0.5 / f_ {sw}$ ，在哪里 $f_ {sw}$ 是开关频率。

PWM输入到每个MOSFET的栅极的占空比。那是， $d = t_ {上} / t_ {sw}$ ，在哪里 $t_ {上}$ 是MOSFET的时间。

开放式

Open_System（'ee_push_pull_converter_dcm.slx'）;

指定设计参数

该系统需要通过100W的功率要求产生和维持80V的输出电压。输入电压为400 V，变压器转动比为2.负载包括恒定电阻负载。“ee_push_pull_converter_dcm_data.m”脚本将设计参数定义为Matlab®工作区中的变量。

INPUT_VOLTAGE = 400;Pive-Pull转换器的％输入电压[V]output_voltage = 80;来自推挽式转换器的％期望输出电压[V]输出_Power = 1000;％全负载功率输出[w]fsw_hz = 40000;％MOSFET开关频率[Hz]primary_winding = 200;初级绕组中的百分之次数secondary_winding = 100;次级绕组中的百分之次数tr = primary_winding / secoftic_winding;％转向比例kp = 0.01;PI控制器的％比例增益ki = 20;PI控制器％积分增益del_v = 1;％峰值峰值输出电压纹波作为输出电压的百分比k = 0.3;％表示轨迹，其赋予输出电压比和占空比之间的关系。TS = 1E-7;求解器的％采样时间

不连续传导模式与连续传导模式之间的工作边界

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

连续传导模式

$v_ {输出} / v_ {输入} = D$

不连续的传导模式

$v_ {输出} / v_ {输入} = 2 /（1 + \ sqrt {1 + 4 * k / d ^ 2}）$

计算DCM的开环占空比

通过在输出电压比和占空比之间产生曲线，可以通过在输出电压比和占空比之间产生不同值来可视化操作模式。从该图中，找到所需的相应占空比，以实现所选择的特定值的设计参数中规定的输出电压比。

数字;d_range = 0：0.001：1;电压_ratio = zeros（长度（d_range））;为了i = 1：长度（d_range）k_crit = 1-d_range（i）;如果K 别的电压_ratio（i）= d_range（i）;结尾结尾VR = output_voltage /（input_voltage / tr）;占空比（4 * K /（（2 / VR-1）^ 2-1）））;抓住上;绘图（电压_ratio，d_range）;抓住上;情节（VR，责任，'*'）;ylabel（'占空比'）;Xlabel（'输出到输入电压比'）;标题（'不连续模式操作区域'）;％所需的开环占空比约为28.28％％图。

确定恒定负载电阻

i_average = output_power / output_voltage;流过负载的％平均电流r_const = output_voltage / i_average;

确定滤波器电感

为了估算DCM所需的电感，请在K，电阻和切换时间段之间使用这种关系。

l_min =（k * r_const）/（2 * 2 * fsw_hz）;

验证估计的电感值是否导致DCM操作。如果值导致CCM操作，请选择不同的k值并重新计算。在找到导致DCM操作的电感值之前迭代。

选择滤波电容

电容与输出电压纹波之间的关系是

c_min =（2-（upport_voltage /（input_voltage / tr））））^ 2 /（4 * r_const * 2 * fsw_hz * del_v * 0.01）;

绘图电容与电压纹波

生成图表以查看限制输出电压纹波所需的电容，这取决于设计参数。对于该示例，1％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-（占用/（output_voltage /（input_voltage / tr）））））^ 2./(4* r_const*2*fsw_hz*del_v_range*0.01）;数字;抓住上;plot（del_v_range，c_range）;抓住上;plot（del_v，c_min，'*'）;Xlabel（'电压纹波（％）'）;ylabel（'电容（f）'）;标题（'电容VS电压纹波'）;

运行模拟

SIM（'ee_push_pull_converter_dcm.slx'）;

查看仿真结果

要在模拟期间或之后查看摘要结果，请在MATLAB命令提示符下打开来自示波器子系统或进入的电路范围块：

Open_System（'ee_push_pull_converter_dcm / scopes /电路范围'）;

要在模拟期间或之后查看控件和错误数据，请从SCOPES子系统打开PI控制器范围块，或输入：

Open_System（'ee_push_pull_converter_dcm / scopes / pi控制器范围'）;

仿真后，要使用Simscape Refeive Explorer查看记录的Simscape™数据，输入：

sscexplore（simlog_ee_push_pull_converter_dcm）;％