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电流型脉冲序列控制Buck变换器工作在电感电流连续导电模式时的多周期行为

沙金 许建平 许丽君 钟曙

电流型脉冲序列控制Buck变换器工作在电感电流连续导电模式时的多周期行为

沙金, 许建平, 许丽君, 钟曙
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  • 脉冲序列控制(PT)是一种离散的非线性开关变换器控制方法, 具有瞬态响应快、无需补偿网络、控制电路实现简单等优点. 根据控制脉冲的产生方式不同, 脉冲序列控制可分为电压型脉冲序列控制(voltage-mode PT, VM-PT)和电流型脉冲序列控制(current-mode PT, CM-PT). 研究表明, 工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode, CCM)与工作于电感电流断续导电模式(discontinuous conduction mode)的VM-PT控制开关变换器的工作特性存在明显差别, VM-PT控制CCM开关变换器存在的低频振荡现象严重影响了其稳态及瞬态性能. 目前, 对CM-PT控制CCM开关变换器的工作特性还未见相关报道. 本文研究了CM-PT控制CCM开关变换器的工作特性, 对其控制参数以及稳定工作域进行了分析. 分析结果表明, 通过参数的合理设计, 虽然可以避免低频振荡现象的发生以及开关管不能正常关断的问题, 但存在变换器功率范围窄的缺点. 最后针对这一缺点提出了一种改进的控制方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51177140)、中央高校基本科研业务费(批准号: 2682013ZT20)和2013年西南交通大学优秀博士学位论文培育项目资助的课题.
    [1]

    Qin M, Xu J P, Zhou G H, Mu Q B 2009 Proc. IEEE 4th ICIEA Xi'an, China, May 25-27, 2009 p2924

    [2]

    Sha J, Bao B C, Xu J P, Gao Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 120501 (in Chinese) [沙金, 包伯成, 许建平, 高玉 2012 物理学报 61 120501]

    [3]

    Ferdowsi M, Emadi A, Telefus M, Shteynberq A 2005 IEEE Trans. Power Electron. 20 798

    [4]

    Sha J, Xu J P, Bao B C, Yan T S 2014 IEEE Trans. Ind. Electron. 61 1562

    [5]

    Telefus M, Shteynberg A, Ferdowsi M, Emadi A 2004 IEEE Trans. Power Electron. 19 757

    [6]

    Ferdowsi M, Emadi A, Telefus M, Shteynberq A 2005 IEEE Trans. Aerosp. Electron. 41 181

    [7]

    Sha J, Xu J P 2013 Acta Phys. Sin. 62 218402 (in Chinese) [沙金, 许建平 2013 物理学报 62 218402]

    [8]

    Bao B C, Xu J P, Liu Z 2009 Chin. Phys. B 18 4742

    [9]

    Yang N N, Liu C X, Wu C J 2012 Chin. Phys. B 21 080503

    [10]

    Wang F Q, Ma X K 2012 Chin. Phys. B 21 030506

    [11]

    Wang J P, Xu J P, Zhou G H, Mi C B, Qin M 2011 Acta Phys. Sin. 60 048402 (in Chinese) [王金平, 许建平, 周国华, 米长宝, 秦明 2011 物理学报 60 048402]

    [12]

    Wang J P, Xu J P, Zhou G H, Bao B C 2013 IEEE Trans. Ind. Electron. 60 5875

  • [1]

    Qin M, Xu J P, Zhou G H, Mu Q B 2009 Proc. IEEE 4th ICIEA Xi'an, China, May 25-27, 2009 p2924

    [2]

    Sha J, Bao B C, Xu J P, Gao Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 120501 (in Chinese) [沙金, 包伯成, 许建平, 高玉 2012 物理学报 61 120501]

    [3]

    Ferdowsi M, Emadi A, Telefus M, Shteynberq A 2005 IEEE Trans. Power Electron. 20 798

    [4]

    Sha J, Xu J P, Bao B C, Yan T S 2014 IEEE Trans. Ind. Electron. 61 1562

    [5]

    Telefus M, Shteynberg A, Ferdowsi M, Emadi A 2004 IEEE Trans. Power Electron. 19 757

    [6]

    Ferdowsi M, Emadi A, Telefus M, Shteynberq A 2005 IEEE Trans. Aerosp. Electron. 41 181

    [7]

    Sha J, Xu J P 2013 Acta Phys. Sin. 62 218402 (in Chinese) [沙金, 许建平 2013 物理学报 62 218402]

    [8]

    Bao B C, Xu J P, Liu Z 2009 Chin. Phys. B 18 4742

    [9]

    Yang N N, Liu C X, Wu C J 2012 Chin. Phys. B 21 080503

    [10]

    Wang F Q, Ma X K 2012 Chin. Phys. B 21 030506

    [11]

    Wang J P, Xu J P, Zhou G H, Mi C B, Qin M 2011 Acta Phys. Sin. 60 048402 (in Chinese) [王金平, 许建平, 周国华, 米长宝, 秦明 2011 物理学报 60 048402]

    [12]

    Wang J P, Xu J P, Zhou G H, Bao B C 2013 IEEE Trans. Ind. Electron. 60 5875

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-06
  • 修回日期:  2014-08-20
  • 刊出日期:  2014-12-05

电流型脉冲序列控制Buck变换器工作在电感电流连续导电模式时的多周期行为

  • 1. 西南交通大学电气工程学院, 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室, 成都 610031
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51177140)、中央高校基本科研业务费(批准号: 2682013ZT20)和2013年西南交通大学优秀博士学位论文培育项目资助的课题.

摘要: 脉冲序列控制(PT)是一种离散的非线性开关变换器控制方法, 具有瞬态响应快、无需补偿网络、控制电路实现简单等优点. 根据控制脉冲的产生方式不同, 脉冲序列控制可分为电压型脉冲序列控制(voltage-mode PT, VM-PT)和电流型脉冲序列控制(current-mode PT, CM-PT). 研究表明, 工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode, CCM)与工作于电感电流断续导电模式(discontinuous conduction mode)的VM-PT控制开关变换器的工作特性存在明显差别, VM-PT控制CCM开关变换器存在的低频振荡现象严重影响了其稳态及瞬态性能. 目前, 对CM-PT控制CCM开关变换器的工作特性还未见相关报道. 本文研究了CM-PT控制CCM开关变换器的工作特性, 对其控制参数以及稳定工作域进行了分析. 分析结果表明, 通过参数的合理设计, 虽然可以避免低频振荡现象的发生以及开关管不能正常关断的问题, 但存在变换器功率范围窄的缺点. 最后针对这一缺点提出了一种改进的控制方法.

English Abstract

参考文献 (12)

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