基于FPGA的脈沖序列控制PCCM Buck-Boost變換器的設計.pdf

1、傳統(tǒng)開關電源的模擬控制技術由于某些自身存在的無法克服的缺點，已經(jīng)不能滿足迅猛發(fā)展的電力電子技術的需求。數(shù)字控制技術能夠實現(xiàn)繁雜的控制策略，系統(tǒng)的靈活性與可靠性都能有大幅度改善，因此，用數(shù)字控制技術代替模擬控制技術是開關電源發(fā)展的必然趨勢，其中，現(xiàn)場可編程門陣列（field programmable gate arrays，F(xiàn)PGA）因快速、保密、靈活等優(yōu)點得到了廣泛關注。
　　控制策略是影響開關電源性能的一個重要因素。傳統(tǒng)的脈沖寬

2、度調制（pulse width modulation，PWM）技術以線性控制理論為基礎，在這種方案下工作的變換器有魯棒性差、瞬態(tài)特性差等缺點。人們一直嘗試找出更好的控制技術來改善開關電源的性能，以滿足電子設備對開關電源的要求，近年來提出的脈沖序列（pulse train，PT）控制技術是一種面向開關變換器的新型非線性控制技術，因控制電路簡單、瞬態(tài)特性好等優(yōu)點，獲得了廣泛研究。目前，對PT控制技術的研究大多是針對工作于電感電流不連續(xù)導電模

3、式（discontinuous conduction mode，DCM）的變換器，在這種工作模式下變換器的帶載能力差。
　　基于PT控制原理，考慮到電感與電容的等效串聯(lián)電阻，本文提出一種具有兩個偽連續(xù)控制量的新型PT控制方法，使升降壓（Buck-Boost）型變換器工作于電感電流偽連續(xù)導電模式（pseudo continuous conduction mode，PCCM），詳細分析了其控制原理與高、低能量電壓控制脈沖，同時將其與電

4、壓型 PT控制DCM Buck-Boost變換器進行對比分析，表明PCCM模式變換器的帶載能力能夠明顯增強。在MATLAB/Simulink環(huán)境中設計控制模塊，建立了新型控制方式下PT控制PCCM Buck-Boost變換器電路仿真模型，將仿真波形與理論分析進行了對比研究。對電壓采樣比較電路、隔離電路、電流采樣比較電路及驅動電路進行了分析設計，并在Quartus II軟件中設計數(shù)字控制模塊，完成了基于FPGA的新型PT控制PCCM Bu