基于多相交错并联同步Buck的跟踪电源研究

发布时间：2019-06-11 16:02

【摘要】：论文研究了多种相交错并联同步Buck跟踪电源的控制方案，主要目的是提升交错并联同步Buck跟踪电源的跟踪带宽。根据现有的跟踪电源方案，将跟踪电源分为纯开关型和开关线性混合型两大类，两大类中按照各自的拓扑特点又分为几类。各类型跟踪电源以国内外研究人员所发表文献的研究成果为例，并根据这些实例和理论分析的结果，总结了各种类型跟踪电源的优缺点。论文对单电压环PWM控制的多相交错并联同步Buck跟踪电源进行了研究。移相电路使用纯模拟方法，采用全通滤波器移相的方法得到移相三角波，给出了详细的设计过程。将多相交错并联同步Buck与单相同步Buck的跟踪结果进行比较，验证了多相交错并联同步Buck能够提高等效跟踪带宽的结论。通过对输出滤波器的仿真研究和实验验证，总结了能够提高跟踪电源跟踪带宽的滤波器优化设计方法。论文对电感电流峰值控制的单相同步Buck和多相交错并联同步Buck跟踪电源进行了仿真研究。在电感电流峰值控制的多相交错并联同步Buck中应用移相斜坡补偿的方法，与单电压环PWM控制的仿真结果进行比较，得到电流型控制的跟踪电源在跟踪带宽上有明显的提高且相位延迟较小的结论。将一种新颖的V2Ic(电压-电压-电容电流)控制方法应用在多相交错并联同步Buck跟踪电源中。对一种非侵入式的电容电流检测方法进行了仿真和实验，其相比一般的电流检测方法，对电源动态性能的影响非常小。通过仿真和实验结果分析，发现V2Ic控制不仅能很好地应用于单相同步Buck的控制，还能够应用于多相交错并联同步Buck的控制。相比于峰值电感电流控制的多相交错并联同步Buck，V2Ic控制的多相交错并联同步Buck的跟踪带宽更高，当相数多时，避免了峰值电感电流控制在每相都需要测量电流，，导致电路复杂的缺点。最后对单电压环PWM控制、峰值电感电流控制、V2Ic控制的同步Buck进行跟踪频率分析，通过闭环电路频率响应仿真结果，分析和比较了三种控制方式在跟踪带宽、相移、线性度方面的差异，证实了电流型控制对跟踪电源带宽的明显提高，显示了V2Ic控制在多相交错并联同步Buck跟踪电源应用中的优势。
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【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46

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