传递函数的定义(传递函数的三种表达形式)

2025-02-0910:56:27常识分享0

这里来道新颖的面目,请问:“在电子工程中,Buck电路的传递函数是如何描述的?”或者“Buck电路的输入与输出之间存在怎样的关系?”虽然这类问题的出现频率不如“电感选型”或“纹波超标”那么频繁,但一旦被问及,它可是个关键点。在工程实践中,这一知识点的重要性不言而喻。

记得那个公式吗?

那公式虽记不清具体哪年级学过,但重要的是记得它的正确性。接下来我们即将用上它。

传递函数解析

传递函数,在百度百科上的定义是:在零初始条件下,线性系统对激励(输入)与响应(输出)的拉普拉斯变换之比。简单来说,这就是一个用来表示输入与输出之间关系的函数模型。

以图示为例,若x(t)乘以h(t)等于y(t),那么h(t)就是该系统的传递函数。这里的定义不仅限于复频域,在时域内也广泛适用。

Buck电路的秘密

伏秒定律在此处大显身手。

具体推导如下:

变换形式呈现为:...

这里的ton+toff代表Buck电路中MOS管的整个开关周期T,而ton/T则代表导通时间在周期中所占的比例,也就是我们常说的占空比D。

继续深入探究:

在Buck电路中,主要涉及两种回路的工作状态。

1. 在ton阶段,电压Von等于输入电压Vin减去输出电压Vout;

2. 而在toff阶段,电压Voff则等于输出电压Vout。

经过进一步推导我们得出:

Buck电路的传递函数为...

上述就是Buck电路传递函数的完整推导过程。

总结概览

让我们回顾下本文的主要内容:

(1) 那个熟悉的数学公式a/b=c/d可以引申为a/(a+b)=c/(c+d);

(2) 传递函数的定义及其在x(t)与h(t)之间的表现关系;

(3) Buck电路的传递函数具体为VinD=Vout,此过程中利用了伏秒定律及Buck电路的两种回路工作原理。

至于Boost电路和Buck-Boost电路的传递函数,你是否有所了解?它们又是如何推导的呢?如果有兴趣,不妨手动推导一番,这样理解起来更为直观。

为了更直观地展示推导过程,附上一张手写推导的示意图。