1、同步整流buck

同步整流Buck变换器是一种直流至直流(DC-DC)的电力转换器。

它通过调节输入电压和输出电压之间的比例来充电电池或为电路提供所需的电压。除了传统的Buck变换器具有的降压功能外，它还具有同步整流功能。同步整流可以减少电源的损失，提高电源的效率。

在同步整流Buck变换器中，通过使用主开关管和同步开关管来减小开关管的反向通道的损耗。

2、matlab建模

同步整流 buck 变换器主要包含两个开关元件和一个滤波器，因此其建模可以分为两部分：

1. 建立开关元件的开关模型

由于同步整流 buck 变换器的两个开关元件工作方式相同，因此这里以 Q1 作为例子进行建模。

假设 Q1 的导通状态为 1，断开状态为 0，则可以用下面的代码表示其开关模型：

if Q1==1iL1 = (Vin-Vout)/L;Vgs1 = Vin;
elseiL1 = -Vout/L;Vgs1 = 0;
end

其中，iL1 表示电感电流，L 表示电感感值，Vin 和 Vout 分别表示输入电压和输出电压，Vgs1 表示驱动信号。

同样可以用类似的方法建立另一个开关元件 Q2 的开关模型。

2. 建立滤波器的传递函数模型

同步整流 buck 变换器的滤波器通常为 LC 滤波器，可以用如下代码建立其传递函数模型：

s = tf('s');
C = 10e-6;
L = 100e-6;
R = 10;
G = 1/(1+R*(C+s*L));
H = G/(s*C);

其中，C、L 分别为电容和电感的参数，R 为负载电阻，G 表示滤波器的传递函数，H 表示整个同步整流 buck 变换器的传递函数，可以用它来分析其性能和稳定性。

综上所述，同步整流 buck 变换器的建模涉及到开关元件和滤波器两个部分，需要分别建立它们的模型，并且结合起来得到整个系统的传递函数。

同步整流buck变换器是一种常用的DC-DC变换器，其传递函数可以通过分析其电路结构进行推导。以下是推导过程。

首先，考虑同步整流buck变换器的电路结构。

其中，Vin为输入电压，Vout为输出电压，L为电感，C为输出电容，Q1和Q2为同步开关管，D为输出二极管，Vsw1和Vsw2为开关管的导通电压。考虑控制信号PWM的作用，PWM为脉宽调制信号，可以控制Q1和Q2的导通时间，从而控制输出电压Vout。

为了方便推导，假设同步整流buck变换器的输出电流为一定值，即输出电流稳定。

根据Kirchhoff定律，可以列出电路的电压和电流方程：

Vin=LdiLdt+Vsw1+VDV_{in}=L\frac{di_L}{dt}+V_{sw1}+V_DVin​=LdtdiL​​+Vsw1​+VD​

Vout=VD+Vsw2V_{out}=V_D+V_{sw2}Vout​=VD​+Vsw2​

其中，iL为电感电流。根据PWM控制信号，可以将开关管的导通时间分为两段，分别为t1和t2。在导通时间t1内，Q1导通，Q2关断；在导通时间t2内，Q1关断，Q2导通。因此，可以将电路划分为两个状态：

状态1：0

此时，Q1导通，Q2关断。根据电路的稳态模型，可以得到：

Vin=LdiLdt+Vsw1+VDV_{in}=L\frac{di_L}{dt}+V_{sw1}+V_DVin​=LdtdiL​​+Vsw1​+VD​

Vout=VDV_{out}=V_DVout​=VD​

因此，开关管导通时间t1内，电感电流的变化率为：

diL(t)dt=1L(Vin−VD−Vsw1)\frac{di_L(t)}{dt}=\frac{1}{L}(V_{in}-V_D-V_{sw1})dtdiL​(t)​=L1​(Vin​−VD​−Vsw1​)

状态2：t1

此时，Q1关断，Q2导通。根据电路的稳态模型，可以得到：

Vin=LdiLdt+VD+Vsw2V_{in}=L\frac{di_L}{dt}+V_D+V_{sw2}Vin​=LdtdiL​​+VD​+Vsw2​

Vout=VD+Vsw2V_{out}=V_D+V_{sw2}Vout​=VD​+Vsw2​

因此，开关管导通时间t2内，电感电流的变化率为：

diL(t)dt=1L(Vin−VD−Vsw2)\frac{di_L(t)}{dt}=\frac{1}{L}(V_{in}-V_D-V_{sw2})dtdiL​(t)​=L1​(Vin​−VD​−Vsw2​)

综合两个状态下电感电流的变化率，可以得到整体的电感电流变化率表达式：

diL(t)dt=1L(Vin−VD−γVsw)\frac{di_L(t)}{dt}=\frac{1}{L}(V_{in}-V_D-\gamma V_{sw})dtdiL​(t)​=L1​(Vin​−VD​−γVsw​)

其中，γ=t1T\gamma=\frac{t_1}{T}γ=Tt1​​，表示开关管导通时间t1所占总周期T的比例；Vsw=γVsw1+(1−γ)Vsw2V_{sw}=\gamma V_{sw1}+(1-\gamma)V_{sw2}Vsw​=γVsw1​+(1−γ)Vsw2​，表示开关管的导通电压，可以看作是开关管的平均导通电压。

将上式代入Kirchhoff定律中，可以得到同步整流buck变换器的传递函数：

Vout(s)Vin(s)=−D21−D+sLRc\frac{V_{out}(s)}{V_{in}(s)}=-\frac{D^2}{1-D+\frac{sL}{R_c}}Vin​(s)Vout​(s)​=−1−D+Rc​sL​D2​

其中，D为PWM控制信号的占空比，Rc=VoutIoutR_c=\frac{V_{out}}{I_{out}}Rc​=Iout​Vout​​为输出电路的等效电阻。

【最后一个bug】多平台都有更新和发布，大家可以一键三连，关注+星标，不错过精彩内容~