【摘 要】
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传统的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术存在瞬态响应速度慢、补偿网络设计复杂的问题。与之相比,脉冲序列（Pulse Train,PT）控制技术具有结构简单、瞬态响应速度快、鲁棒性强等优点,在变换器控制领域得到许多关注。当PT控制变换器工作在断续导通模式时,稳态特性和暂态特性好,但仅适用于变换器输出轻载的场合。当PT控制变换器工作在连续导通模式时,PT控制器对输
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传统的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术存在瞬态响应速度慢、补偿网络设计复杂的问题。与之相比,脉冲序列（Pulse Train,PT）控制技术具有结构简单、瞬态响应速度快、鲁棒性强等优点,在变换器控制领域得到许多关注。当PT控制变换器工作在断续导通模式时,稳态特性和暂态特性好,但仅适用于变换器输出轻载的场合。当PT控制变换器工作在连续导通模式时,PT控制器对输出电压的调节存在滞后,输出电压出现低频振荡问题,电能质量恶化。本文主要研究了PT控制DC-DC变换器的低频振荡机理,并针对这一问题给出了两种改进控制方法。首先,本文对现有的开关变换器控制方法进行总结,分析了几种常见开关变换器控制方法的工作原理及优缺点。归纳了PT控制变换器工作于CCM模式下的低频振荡问题,并总结分类了低频振荡抑制方法。其次,研究了PT控制Buck变换器DCM和CCM下的工作模态,分析了PT控制方式下产生低频振荡问题的机理。对三种改进PT控制方法进行分析研究,介绍了其工作原理及工作特性。第三,给出了一种基于近似电感电流纹波补偿的PT控制方法,详细阐述了电容等效串联电阻对输出电压的影响。分析了电感电流纹波补偿策略抑制低频振荡的机理,建立了开关映射模型。搭建仿真电路和实验样机对相关理论进行验证,结果表明,选择合适的近似电感电流纹波补偿系数可抑制变换器输出电压低频振荡现象,并保持较快的响应速度。最后,研究了一种基于电容电流反馈的PT控制开关电感二次型Boost变换器。分析了变换器的工作模态和低频振荡抑制机理,建立开关映射模型,完成了电路仿真和实验验证。实验结果表明,开关电感二次型Boost变换器能获得更高的电压增益,在合适的电容电流反馈系数下能有效抑制输出电压的低频振荡问题。该论文有图39幅,表5个,参考文献90篇。
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