三電平Buck直流變換器控制策略研究.pdf

1、隨著能源技術的發(fā)展，電力電子變換器在中大功率場合得到越來越廣泛的應用。由于可以降低開關管的電壓應力，三電平直流變換器逐漸成為電力電子領域的研究熱點。與ISOS直流變換器相比，三電平直流變換器的電感電流紋波更小。從變換器拓撲上來說，三電平變換器使用了較少的無源元件，便于系統(tǒng)集成。但是，要實現三電平直流變換器的優(yōu)點，必須保證飛跨電容電壓的穩(wěn)定。本文主要研究三電平Buck(Buck TL)直流變換器及其控制策略。
　　 本文詳細分析了

2、引入交錯控制技術的Buck TL直流變換器的基本工作原理和性能特點以及造成飛跨電容電壓不穩(wěn)定的因素。指出單純依靠輸出電壓閉環(huán)控制不能保證飛跨電容電壓的穩(wěn)定。針對飛跨電容電壓穩(wěn)定的問題，研究了兩種飛跨電容電壓控制策略，即電壓解耦控制和谷值電流控制。
　　 研究結果表明：電壓解耦控制和谷值電流控制都能夠確保飛跨電容電壓的穩(wěn)定。電壓解耦控制通過輸出電壓閉環(huán)確定占空比，然后通過飛跨電容電壓閉環(huán)微調占空比來保持飛跨電容電壓的穩(wěn)定。由于電感

3、電流中包含飛跨電容電壓的信息，可以通過調節(jié)電感電流來實現飛跨電容電壓的穩(wěn)定。因此，通過前緣調制的谷值電流控制方法可以實現對電感電流的控制，從而實現對飛跨電容電壓的控制。
　　 針對研究的兩種控制策略，應用等效受控源電路法和狀態(tài)空間平均法分別建立各自的小信號模型。以此為依據，設計變換器的補償網絡，完成閉環(huán)系統(tǒng)的搭建。仿真結果表明：在低占空比下，電流模式控制比電壓模式控制具有更優(yōu)越的性能。
　　 在理論研究和仿真驗證的基礎上