一．写在前面
由于水平以及时间的原因，其中很多地方都有疏漏，希望大家批评更正，我的是（E-mail: Paley.wei@gmail、MSN: Paley.wei@hotmail），下面是正文：
自从1978年，R.Keller 首次运用R.D.Middlebrook所建立的空间状态方程进行开关电源的SPICE仿真， 30年来，在开关电源的平均SPICE模型的建模方面，许多学者都建立了自己的模型理论，从而形成了各种SPICE模型。这些模型各有所长，比较有代表性的有：Dr. Sam Ben-Yaakov的开关电感模型；Dr. Ray Ridley的模型；基于Dr. Vatche V orperian的Orcad9.1的开关电源平均Pspice模型；基于Steven Sandler的ICAP4的开关电源平均Isspice 模型；基于Dr. Vincent G. Bello的Cadence的开关电源平均模型等等。 本文将简单地介绍Dr. Ray Ridley的模型，此模型基于Dr. Vatche V orperian的PWM开关模型对整个电流模式DC-DC电源建立小信号模型，它能够精确地预测从直流到开关频率一半内电流模式DC-DC转换器所表现出的特性。最后还给出了DC-DC的Spice模型，让人可以像设计运算放大器一样来设计DC-DC，这对于我们将非常方便。
二．PWM型DC-DC转换器结构
PWM型DC-DC转换器有着大约四种基本的拓扑结构，它们分别是Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk。下面以Buck这种降压型的DC-DC为例，来简单地说明PWM型DC-DC 转换器的基本工作原理和工作流程。
图2-1表示的是一个电压模式Buck的基本电路框图，如果控制电压Vc是由输出电压得到的话，将组成
一个完整的Buck转换器系统。占空比调制器将输出电压的函数与锯齿波进行比较，输出一个占空比与比较结果相关的控制信号，此控制信号去控制PWM开关以达到调节输出电压的目的。
图2-2 动态电流模式Buck基本电路框图
图2-2表示的是一个动态电流模式Buck 的基本电路框图，与图2-1不同的是占空比调制器不是将输出电压的函数与锯齿波进行比较，而是将输出电压的函数与输出电流的函数进行比较，以达到调整输出电
压的目的。但是，这种基本结果有一个非常大的缺点，那就是在不考虑外环电压环的情况下，当恒频电流模式变换器的占空比大于50％时，如果电感电流中产生了一个小信号的扰动，那么在以后的时钟周期中，这个扰动将会越来越大，最终产生了电流内环的振荡，就存在内环电流环工作不稳定的问题，图2-3简单地表示了占空比大于50％时不稳定发生的原理。
然而有些变换器（如双管正激变换器）它本身工作的脉冲占空比就不能大于50％，因此不存在问题。而有些变换器的脉冲占空比不大于50％时，它的输入将会受到许多限制。阀门试压设备
图2-3 电流模式变换器的开环不稳定性
图2-3所表示的电流模式变换器的开环不稳定性可以由斜坡补偿原理得到改善，斜坡补偿就是在控制电压Vc 上减去一个斜率为Se 的电压，或者在检测到的电感电流信号上加上一个一个斜率为Se 的电压，那么占空比大于50％时的不稳定将得到改善，如图2-4所示。
图2-4 斜坡补偿的示意图
定位片图2-5是一个完整的电流模式Buck 电路框图。Current-Feedback 电路将检测到的电感电流信号送到Duty-Cycle Modulator ，Duty-Cycle Modulator 再将输出的占空比为d
的控制信号
Steady-state waveforms Perturbed current waveforms
Steady-state waveforms Perturbed current waveforms
控制PWM 开关，PWM 开关再控制电感的电流，这整个环路组成了电流内环，Clock Generator 产生的锯齿波信号对电流环路进行斜坡补偿；与此相同的是，输出电压处的电阻分压将得到的FB V 送到一个放大器，放大器将FB V 与基准电压的误差电压放大后，再将输出信号C V 送到Duty-Cycle Modulator ，再经过PWM 开关与电感组成了电压外环，电压外环也可能发生振荡，可能需要对其补偿。uv喷涂工艺
滤菌器图2-5 完整的电流模式Buck 电路框图
由于有需要对电压外环、电流内环等等（将还会包括其他的隐型环路对稳定性产生影响）的环路稳定性进行分析，所以需要将DC-DC 转换器进行小信号建模。
和机器人做到哭机器打桩机图2-6 完整的电流模式DC-DC 小信号模型
图2-6是Dr. Ray Ridley 所建立的完整的电流模式DC-DC 小信号模型，它可以适用各种
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基本拓扑的电流模式DC-DC 转换器。以图2-5所描述的电流模式Buck 为例，()s H e 与i R 是图2-5中的电流反馈的小信号模型；m F 是Duty-Cycle Modulator 的小信号模型，斜坡补偿包
含在其中；c v ˆ是Compensator 的小信号输出电压，Power Stage Model 对应的是基本的DC-DC
拓扑的小信号模型，时钟发生器与小信号模型无关，这里被省略；而on V ˆ与'
f K 、off V ˆ与'
r
K 所组成的小信号模型在下面章节中会被详细描述。
下面的章节中将分别对各个部分进行小信号建模，然后用所建立的模型得到各个环路的传递函数，并对传递函数用数学方法进行分析，最后将得到环路带宽、相位裕度等等结果。
（下面的章节主要是在Buck 转换器的拓扑结构的基础上进行分析的，这些结果将非常容易地被移植到其他的拓扑结构上）
