脈沖序列控制開(kāi)關(guān)DC-DC變換器低頻振蕩抑制方法研究.pdf

1、脈沖序列(pulse train，PT)控制是一種開(kāi)關(guān)DC-DC變換器的離散控制技術(shù)，它根據(jù)輸出電壓與參考電壓的比較結(jié)果，采用高低功率脈沖的不同組合形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)DC-DC變換器輸出電壓的控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)DC-DC變換器工作于CCM時(shí)，如果輸出電容的等效串聯(lián)電阻(equivalent series resistance，ESR)較小，電容兩端電壓與電感電流存在相位差，使得變換器輸出電壓無(wú)法嚴(yán)格按照高低功率脈沖的組合動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，出現(xiàn)低頻振蕩現(xiàn)

2、象。該現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，變換器輸出電壓波形呈波動(dòng)狀，嚴(yán)重影響變換器的穩(wěn)態(tài)性能。
　　目前，對(duì)于低頻振蕩的解決方法可分為三類(lèi)，分別為增大輸出電容的等效串聯(lián)電阻、改進(jìn)控制方法和改變電路結(jié)構(gòu)。這三種方法本質(zhì)上都是通過(guò)減小電容電壓和電感電流的相位差。
　　電容電流脈沖序列(capacitor current pulse train，CC-PT)控制技術(shù)可以有效的解決某些工作場(chǎng)合下的變換器輸出電壓低頻振蕩現(xiàn)象，但當(dāng)占空比大于0.5時(shí)，變換器

3、仍會(huì)出現(xiàn)低頻振蕩。本文在深入分析CC-PT控制CCM Buck變換器輸出電壓低頻振蕩產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其控制得到滯環(huán)電容電流脈沖序列(hysteretic capacitor currentpulse train，HCC-PT)控制技術(shù)，有效抑制占空比大于0.5時(shí)CC-PT控制Buck變換器的低頻振蕩現(xiàn)象。闡述了HCC-PT控制Buck變換器抑制低頻振蕩的原理，分析了其能量模型及工作特性。
　　本文在分析PT控制DCM Buc

4、k變換器不會(huì)產(chǎn)生低頻振蕩的原理基礎(chǔ)上，改變了Buck變換器的電路結(jié)構(gòu)，使其工作于PCCM模式，通過(guò)采電容電流將PT控制應(yīng)用到PCCM Buck變換器。搭建了電容電流型PT控制PCCM Buck變換器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法不僅抑制了低頻振蕩現(xiàn)象，同時(shí)具有良好的瞬態(tài)性能。
　　針對(duì)離散移相(discrete phase shifted，DPS)控制全橋變換器仍然存在的低頻振蕩問(wèn)題，本文建立PT控制Buck型開(kāi)關(guān)變換器通用等效