小信号分析法核心笔记...pdf

简介：
《小信号分析法核心笔记》是一份详细解析电子电路中小信号处理技术的学习资料，涵盖理论与实践应用，适合工程师和技术爱好者深入研究。 小信号分析法是电力电子学领域的一种重要技术，在开关电源设计中有广泛应用。该方法主要用于非线性系统的局部线性化分析，并在反馈环路设计中扮演关键角色，帮助设计师理解电源对正常工作点附近的小幅度扰动的响应，从而优化性能和稳定性。 这种方法的核心在于首先确定静态工作点——即电路无外部干扰时的状态；然后在此基础上考虑小信号的变化。以CCM（连续导通模式）BOOST电路为例，在这种情况下增益与占空比D之间存在非线性关系。但在接近静态操作区的条件下，可以认为这些变化是近似的线性的，从而允许使用更简单的线性分析方法。 进行小信号建模通常需要经过四个步骤：确定工作点、叠加扰动以模拟真实环境中的微小改变、分离和简化系统使其变为可处理的形式以及通过拉普拉斯变换将该过程转换到频域并得到传递函数。这种技术对于PWM（脉宽调制）模式下的电路特别有效，因为开关频率远高于低频干扰的频率。 然而，在涉及谐振效应的情况中——例如在包含特定槽路设计以产生共振效果的变压器内——传统的小信号假设可能不再适用。此时可以采用数据采样法或扩展描述函数法来建立更准确的模型。 具体到CCM模式下的BUCK电路，分析过程包括了分别写开关管开通和断开时的状态方程，并通过取平均值得到静态工作点的相关信息；再叠加扰动项并忽略微小分量以简化计算流程。最终可以得出关于占空比D的扰动与输出电压变化之间的传递函数，这有助于改进控制策略。 自1976年R.D.Middlebrook提出状态空间平均法以来，该领域经历了许多发展和进步。除了传统的平均方法外，还有电流注入等效电路法、三端开关器件法等多种技术被开发出来用于更精确的建模需求。尽管这些早期的方法在某些方面存在局限性（例如纹波分析），但它们仍然为现代电源设计提供了宝贵的理论基础。 实际应用中，小信号模型常通过SPICE仿真软件来评估性能和稳定性，并且自1978年以来，许多学者提出了各种优化的SPICE模拟方法。这些技术的进步大大提高了开关电源的设计效率与可靠性。