脉冲序列控制开关变换器的脉冲组合规律及其多周期态研究

沙金; 许建平

doi:10.7498/aps.62.218402

摘要

开关变换器的脉冲序列控制是通过调整控制脉冲循环周期内高、低功率脉冲的组合方式实现对开关变换器输出电压的调节. 控制脉冲循环周期内高、低功率脉冲的组合方式决定了脉冲序列控制开关变换器的稳态性能. 基于数论中连分式展开的思想, 研究了控制脉冲循环周期内脉冲序列控制开关变换器的控制脉冲组合规律, 得到了确定控制脉冲循环周期内高、低功率控制脉冲组合方式的算法. 建立了脉冲序列控制开关变换器的输出电压一维离散迭代标准模型, 并结合高、低功率控制脉冲组合规律, 分析了脉冲序列控制开关变换器的稳态性能; 研究了其多周期态参数估计和分布; 得到了其输出电压纹波范围. 仿真和实验结果证明了算法的正确性. 本文的研究结果有助于深入理解脉冲序列控制这一类离散型开关变换器控制方法.

关键词:

Abstract

Pulse train control technique is realized through the output voltage regulation of switching dc-dc converter by adjusting the control pulse combination of high-power and low-power control pulses in a control pulse repetition cycle. Once the circuit parameters are determined, the control pulse combination is fixed. The control pulse combination directly affects the steady-state performances of pulse train (PT) controller. In this paper, the control pulse combination of PT control technique is studied by using the continued fraction technique. A one-dimensional normal form of discrete-time map of PT controlled buck converter operating in discontinuous conduction mode is also established in which the steady state performances, such as parameter evaluation of multi-periodicities and output voltage ripple of PT controlled DCM buck converter, are analyzed. The simulation result, experimental result, and the results in the literature are in accordance with the theoretical analysis. This investigation is helpful to obtain a deeper understanding of PT control technique.

Keywords:

作者及机构信息

沙金,
许建平

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

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51177140)和中央高校基本科研业务费专项基金(2682013ZT20)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory of Magnetic Suspension Technology and Maglev Vehicle, Ministry of Education, School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51177140), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant 2682013ZT20).

参考文献

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