基于并联虚拟电阻的级联DC-DC变换器稳定控制方法

发布时间：2021-12-16 09:18

　　级联DC-DC变换器结构是直流分布式电源系统的常用形式,级联系统中单独设计的单个变换器能够独立稳定运行,但级联后因源和负载变换器间相互作用可能引起整个系统的不稳定。该文以Buck变换器级联为例,通过状态空间平均法建立大信号模型分析级联系统的开环稳定性,并据此确定能在全负载范围内稳定的并联电阻范围;然后分析并联电阻对级联系统中源变换器输出阻抗影响,在此基础上提出一种基于并联虚拟电阻的有源阻尼控制策略,以改善级联系统的稳定性。该方法可在不影响源变换器的闭环动态性能下,满足与负载变换器输入阻抗相匹配的稳定要求。然后利用Lyapunov间接法得到该控制策略的稳定性判据,通过合理选择并联虚拟电阻可满足整个系统稳定。最后通过仿真和实验证了所提控制策略的有效性。 

【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(18)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

级联系统

7 突减负载的实验波形

DC-DC变换器典型电压闭环控制框图如图2所示[3]。图2中，为占空比d对于输入电流ig的开环传递函数，Gvd＿OL(s)为占空比d对于输出电压v的开环传递函数，为输入电压vg对于输出电压v的开环传递函数，为输出电流i对于输入电流ig的传递函数，Zin＿OL(s)为开环输入阻抗，Zo＿OL(s)为开环输出阻抗，其中Gcv(s)为控制器的传递函数，Gpwm(s)为PWM的传递函数，H(s)为采样的传递函数。由输入、输出阻抗的定义Zin＿CL=vg/ig,Zo＿CL=v/i，可得它们的传递函数为式中，Tv为闭环环路增益，Tv=GcvGpwmHGvd＿OL;Zin＿CL为闭环输入阻抗；Zo＿CL为闭环输出阻抗。根据式（1）得到电压闭环控制下Buck变换器输入输出阻抗传递函数为

【参考文献】：
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本文编号：3537885