谷值电流型脉冲序列控制开关变换器研究

发布时间：2017-09-22 17:37

  本文关键词：谷值电流型脉冲序列控制开关变换器研究

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【摘要】：随着电力电子技术的蓬勃发展和由电池供电的便携式电子设备的普及,研发高性能开关电源的要求变得日益迫切。为了改善传统脉冲宽度调制(PWM)技术存在的瞬态响应速度慢、补偿网络设计困难等缺点,研究者提出了脉冲序列(pulse train, PT)控制方法,以改善开关电源的性能。目前,对脉冲序列控制开关变换器的应用还仅限于DCM模式,这是由于当脉冲序列控制开关变换器工作在电感电流连续导电模式(Continuous Conduction Mode, CCM)时,脉冲序列控制器间接通过电感电流调节输出电压,使控制器对输出电压的调节具有滞后性,导致开关变换器出现低频振荡现象且瞬态响应速度较慢。为了改善采用脉冲序列控制技术的开关变换器工作在CCM模式时的性能,论文提出了谷值电流型脉冲序列(Valley Current Mode Pulse Train, VCM-PT)控制技术。该控制技术引入了变换器的电感电流,通过电感电流产生相应的控制脉冲序列。由于在每一个开关周期内,电感的储能变化量均为零,该控制技术能够有效解决脉冲序列控制开关变换器工作在CCM模式时出现的低频振荡现象。本文以CCM模式下的Boost变换器和反激变换器为例,详细分析了其工作原理、控制规律和控制特性,并进行了仿真和实验验证。针对VCM-PT控制技术负载功率范围较窄的缺点,提出了多谷值电流型脉冲序列(Multi-Valley Current Mode Pulse Train, MVC-PT)控制技术,通过增加电感的谷值电流参考值数目,有效地拓宽了开关变换器的负载范围。最后,文中通过仿真验证了控制方法的可行性。
【关键词】：脉冲序列控制 谷值电流 电感电流连续导电模式 低频振荡
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 研究背景及意义11-18
• 1.2.1 开关变换器控制方法概述11-13
• 1.2.2 脉冲序列(PT)控制开关DC-DC变换器基本原理13-15
• 1.2.3 国内外研究现状15-18
• 1.3 PT控制CCM变换器的低频振荡现象18-19
• 1.4 论文的主要工作19-21
• 第二章 谷值电流型脉冲序列控制BOOST变换器分析21-34
• 2.1 控制原理分析21-24
• 2.2 控制规律分析24-26
• 2.3 小信号模型及稳定性分析26-27
• 2.4 仿真分析及实验分析27-33
• 2.4.1 仿真分析27-29
• 2.4.2 实验验证29-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 谷值电流型脉冲序列控制反激变换器分析34-48
• 3.1 控制原理分析34-37
• 3.2 控制规律分析37-41
• 3.2.1 开关周期内输出电压纹波分析37-38
• 3.2.2 高、低功率脉冲组合规律分析38-39
• 3.2.3 控制脉冲循环周期内输出电压纹波分析39-41
• 3.3 仿真分析及实验结果41-47
• 3.3.1 仿真分析41-44
• 3.3.2 实验分析44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 多谷值电流型脉冲序列控制技术48-59
• 4.1 控制原理分析48-49
• 4.2 控制参数的设计49-52
• 4.2.1 电感电流谷值参考值的选取49-51
• 4.2.2 负载电流参考值的选取51-52
• 4.3 控制器设计52-53
• 4.3.1 负载电流比较器设计52
• 4.3.2 电感电流谷值参考值选择器设计52-53
• 4.3.3 脉冲序列控制器设计53
• 4.4 仿真分析53-58
• 4.5 本章小结58-59
• 结论59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘雪山;许建平;秦明;杨静;;电流型脉冲序列控制单电感双输出Buck变换器[J];电工技术学报;2012年01期

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本文编号：902169