雙頻DC-DC變換器穩(wěn)定性分析與控制研究.pdf

1、雙頻變換器是為解決電力電子裝置高頻化所帶來的高開關(guān)損耗問題而提出的一類新型的拓?fù)?。這類拓?fù)湓噲D利用工作頻率不同的兩個電感開關(guān)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)提高變換器性能的同時降低開關(guān)損耗，是一種很有應(yīng)用潛力的變換器拓?fù)?。但目前對雙頻變換器的穩(wěn)定性和控制策略問題研究不多。變換器的穩(wěn)定性和控制策略是變換器設(shè)計中的兩個重要問題，其重要性不言而喻。因此本論文主要針對上述兩點展開研究，論文完成的工作總結(jié)如下：
　　 本論文首先從仿真的角度驗證了峰值電流控制雙

2、頻Buck變換器的所存在的復(fù)雜非線性行為；建立了峰值電流控制雙頻Buck變換器的小信號模型，簡要探討了小信號平均模型在分析上述非線性行為上的缺陷。
　　 接著利用離散時間映射模型對峰值電流控制雙頻Buck變換器的穩(wěn)定性進行詳細(xì)分析。在建立離散時間映射模型的過程中，針對雙頻Buck變換器工作的特點以及PI補償器對建立系統(tǒng)離散時間映射模型的影響，本論文提出一種改進的數(shù)據(jù)采樣建模方法，解決了上述兩點原因造成難以用常規(guī)的思路進行離散建模

3、的問題；針對Jacobin矩陣分析法中需要使用復(fù)雜的數(shù)值方法來計算單周期穩(wěn)態(tài)占空比的問題，本文通過將PI補償器分解為比例加積分器的結(jié)構(gòu)，得到一種計算單周期穩(wěn)態(tài)占空比的非數(shù)值方法，大大減少了求單周期穩(wěn)態(tài)占空比的計算量。在建立的離散時間映射模型的基礎(chǔ)上，利用分岔圖和Jacobin矩陣對雙頻Buck變換器中存在的分岔現(xiàn)象進行了詳細(xì)的分析；討論了電路參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響并給出了系統(tǒng)在參數(shù)變化時的穩(wěn)定邊界；推導(dǎo)出高低頻電感值的精確關(guān)系式。

4、>　　 然后，采用正弦微擾信號對高頻單元的分岔行為進行抑制，并利用Jacobin矩陣分析法畫出輸入電壓與微擾信號控制強度的關(guān)系曲線；通過對采樣低頻電感電流進行延遲實現(xiàn)了低頻分岔的有效抑制，并確定了延遲所需時間。
　　 最后，針對單周控制抗負(fù)載擾動能力差和電流一單周控制應(yīng)用到雙頻變換器時犧牲的部分抗輸入擾動能力問題，提出一種改進單周控制。該控制方法不但能提高系統(tǒng)的抗負(fù)載擾動能力，而且應(yīng)用雙頻變換器時不會犧牲系統(tǒng)的抗輸入擾動能力。