理想型Buck变换器模型与非理想型Buck变换器模型
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简介：
本研究探讨了理想型和非理想型Buck变换器模型的区别与特性，分析其在电路设计中的应用及优化方法。
在非理想条件下考虑寄生参数的Buck变换器的等效电路如图1所示。其中，有源开关功率MOSFET被简化为一个开关S与导通电阻RS串联的形式；二极管D则由另一个开关D、正向压降VD和其自身的导通电阻RD组成，并以相同方式连接；RL及RC分别代表滤波电感L和滤波电容C的等效串联电阻。假设该变换器中，开关元件S的一个完整周期为TS，其中导通时间记作Ton，则占空比D=Ton/TS。
图1 展示了具有寄生参数影响下的非理想Buck变换器等效电路。
在连续传导模式（CCM）下，并考虑电感电流波动对变换器的影响时，各元件上的电流波形如图2所示。
图2 显示的是处于CCM状态的Buck变换器中各个电流的变化情况。
假设在一个开关周期内流经电感L的最大和最小电流分别为Imax与Imin，则可以表示为：
通过类似的方法，我们可以计算出有源功率开关S上的导通电阻RS及续流二极管D路径中的寄生电阻RD在电感支路的等效平均电阻。
另外，将续流二极管D的正向压降VD转换至电感支路上时可以得到：
VE = (1-D) * VD
而滤波电感L自身具有RL作为其串联等效电阻。最终需要把这三者组合起来形成一个总平均值寄生电阻，该电阻存在于整个电感路径上。
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