开关控制电容SCC(以全波为例)的原理图和工作原理如下图所示:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(1)

很多论文中直接给出了等效的电容表达式:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(2)

但是这个表达方式是如何得到的呢?假设有一电流IAB流过SCC,在一个控制周期内,电流会流过两条支路,一个是流经电容Ca,另一个是流经MOS管,如果将两支路的电流进行傅里叶分解,只保留基波部分而忽略高次谐波,同时也对AB两端电压进行傅里叶分解,只考虑基波成分,这样电流IAB流经的两条支路就可等效为两个电容并联,分别计算出各支路的等效电容,即可求出SCC的等效电容。

首先傅里叶分解公式如下,对于满足一定条件函数,可将其分解成如下三角函数的形式:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(3)

其中,

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(4)

为了简化计算,以波形图中红色线段为初始时刻,假设IAB的表达式为:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(5)

然后可以写出Is1、Ica和Vca在-π~π的表达式:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(6)

因为Is1为偶函数,所以傅里叶展开式中正弦项系数为0,同理,Ica和Vca傅里叶展开式中正弦项和余弦项分别为0。利用matlab计算出各变量傅里叶展开式常数项和基波项的系数(程序在这次推送的第二篇文章),可以得到各个变量的表达式为:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(7)

根据上述表达式可以得到SCC的等效电容为:

如何计算可变电容器电容 开关控制电容SCC等效电容计算(8)

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