DC-DC變換器控制規(guī)律研究.pdf

1、近年來,隨著電力電子技術的高速發(fā)展,以DC/DC變換器為轉換核心的開關電源已經深入應用到各個領域,存在大信號擾動的場合對電源的輸出波形提出了苛刻的要求,因此研究大信號擾動條件下的DC/DC開關變換器控制方案一直是電力電子領域的研究熱點問題。
　　 變換器動態(tài)特性較為復雜,傳統(tǒng)的線性平均化的分析方法(如拉氏變換和奈奎斯特圖等)已經無法直接應用,這就要求運用新的方法來進行建模與分析,并使分析方法更加趨于簡化、準確、全面和完善。因此,

2、DC/DC變換器控制上要獲得新的突破,必須建立一個新的、更精確和實用的大信號離散模型,而且需要發(fā)展非線性控制理論。
　　 利用傳統(tǒng)單、雙環(huán)反饋理論設計的模擬控制器很難保證具有時變非線性特性的DC/DC開關變換器在大信號擾動下具有的理想的控制性能,與模擬控制器相比,數(shù)字控制器可以比較容易地實現(xiàn)復雜的非線性控制策略,從本質上改善變換器的控制性能。目前,DSP和MCU等數(shù)字控制器的硬件技術趨于成熟,使DC/DC開關變換器的數(shù)字化控制器

3、實現(xiàn)成為可能,因此基于DC/DC開關變換器的非線性本質,研究各種非線性控制策略成為電力電子研究領域一大熱點。
　　 本文以Buck電路為研究對象,并對其進行小信號分析,闡述了三種控制策略的基本原理和自身的優(yōu)缺點,深入研究了在大信號擾動的情況下三種控制策略的魯棒性,確定了滑模變結構的控制策略良好的抑制擾動的能力,進行了主電路參數(shù)和滑模控制器的設計。
　　 為了驗證系統(tǒng)設計的正確性,論文中利用Matlab軟件建立了主電路、滑

4、模變結構控制器的仿真模型,同時進行了三種控制策略的系統(tǒng)仿真。仿真結果表明,本文所設計的系統(tǒng)是正確的,控制策略可行;采用本文所提出的控制方法,滑模變結構控制策略在電壓和電阻突變時有著良好的魯棒性,對實際設計具有參考指導意義。
　　 為了驗證實際系統(tǒng)的運行情況,本文設計了以TI公司的TMS320F2812型號的DSP為控制芯片的Buck變換器的硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng),搭建了實驗平臺,并進行了實際系統(tǒng)的調試,實驗結果證明了本文所闡述的理論