考虑ADC-PWM同步的数字控制Buck变换器精确小信号建模
系统与控制
2026-03-03 v4 系统与控制
摘要
数字控制已在现代电力电子变换器中广泛应用。在获取反馈信号（如电感电流）时，通常采用模拟-数字转换器（ADC）与数字脉宽调制器（DPWM）同步来精确跟踪其稳态平均值。然而，此类同步的小信号影响尚未被研究。本文提出了一种精确的小信号模型，用于描述在恒频电流模式控制下工作于强制连续导通模式（FCCM）的数字控制Buck变换器，明确考虑了DPWM-ADC同步。利用采样数据框架，所提出的模型捕获了采样过程引入的所有边带效应，从而对模拟和数字环路增益给出精确预测，即使在开关频率和采样频率以上的频段也是如此。考虑了非对称和对称载波调制两种情况。此外，利用修正z变换推导出数字环路增益的闭式表达式，使得补偿器设计和稳定性评估的复杂度降低。在此框架下，模拟环路增益可直接从数字环路增益获得，从而避免了计算密集型的无穷级数求值。通过仿真和实验结果验证了所提出模型的有效性。
引用
@article{arxiv.2510.00943,
title = {Accurate Small-Signal Modeling of Digitally Controlled Buck Converters with ADC-PWM Synchronization},
author = {Hang Zhou and Yuxin Yang and Branislav Hredzak and John Edward Fletcher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00943},
year = {2026}
}